基于嵌入式系统的全自动热量计的设计与实现

摘要

随着电力生产的发展，电厂锅炉机组的日益大型化及高参数比，在电厂中采用先进煤质检测技术已成为煤质应用的发展方向。本文根据国内电力系统对煤炭发热量测试的要求，针对全自动热量计的具体特点和功能要求，借鉴基于PCI总线热量计的研究经验，结合最新的温度测量与控制技术，采用USB接口、删微处理器方案，完成了一种基于嵌入式系统的全自动热量计的研制与开发。 全自动热量计采用模块化设计思想，由两个独立的子系统组成：基于USB接口的数据采集及控制系统和嵌入式显示控制平台。前者以CY7C68013为主控芯片，实现USB通信、多路高精度测量及仪器操作自动化等功能，具有即插即用、速度快、易于扩展的特点；后者以S3C2410为微处理器，硬件平台包括存储模块、输入/输出显示模块及通信模块，系统软件包括嵌入式操作系统arm-Linux、图形库Qt/Embeded和桌面系统Qtopia，本设计在此基础上实现了外设驱动程序、中文拼音输入法和应用程序，为终端用户提供了良好的人机互动。 本文设计的全自动热量计不但实现了仪器操作自动化，还缩短了试验时间，与以往产品相比具有更优良的综合性能。同时，内筒温度计分辨率高于0.001℃，热容量试验相对标准偏差小于0.1％，热值误差小于30J/g，满足国标规定的检定标准。目前，这种新型全自动热量计已在国内火电厂化验部门得到应用，大量实际运行结果表明仪器操作简单便捷，性能稳定，试验结果准确可靠。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1热量计的研究意义

1.2热量计概述

1.2.1热量计简介

1.2.2自动热量计的发展历史

1.2.3自动热量计的发展现状及趋势

1.3基于嵌入式系统的全自动热量计

1.3.1嵌入式系统简介

1.3.2基于嵌入式系统的全自动热量计

1.4论文的主要内容与结构安排

第二章热量计仪器设备、测定原理及相关计算

2.1热量计结构

2.1.1热量计主要部件

2.1.2热量计附属设备

2.2发热量测定原理及表示方法

2.2.1发热量测定原理

2.2.2发热量表示方法

2.3测定结果的计算

2.3.1冷却校正值及其计算

2.3.2弹筒发热量的计算

2.3.3热容量的计算

2.4热容量的标定

第三章系统设计思想和方法

3.1总体设计

3.2基于USB接口的数据采集及控制子系统设计

3.3嵌入式显示控制平台的设计

第四章基于USB接口的数据采集及控制系统

4.1 USB接口的设计及实现

4.1.1 USB总线结构及电气特性

4.1.2 USB数据流

4.1.3 USB总线协议

4.1.4 USB设备描述符及标准设备请求

4.1.5 USB接口实现方案

4.1.6基于CY7C68013的USB接口实现方案

4.2温度测量

4.2.1内筒温度测量

4.2.2其它部分温度测量

4.3控制系统

4.4固件程序设计

4.5驱动程序及应用程序设计

4.5.1 Windows平台的USB驱动程序设计

4.5.2应用程序设计

第五章嵌入式显示控制平台的设计开发

5.1基于ARM9的嵌入式系统设计思想和方法

5.1.1基于ARM9的嵌入式系统开发流程

5.1.2 ARM微处理器

5.1.3基于S3C2410的嵌入式平台

5.2硬件平台设计

5.2.1总体硬件设计

5.2.2主要模块功能结构

5.3系统软件开发应用

5.3.1嵌入式Linux开发

5.3.2 Linux平台下的USB设备驱动程序开发

5.3.3 GUI图形用户接口

第六章结束语

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间主要的研究成果