監控系統設計論文【五篇】

本系統的電路基于主控電路的配置，包括溫度傳感器DS18B20、nokia5110液晶顯示屏、風扇(電動機驅動)、鍵盤、蜂鳴器、濕度傳感器濕度傳感器DHT11、可燃性氣體濃度傳感器MQ－2、加熱器YF3下面是小編為大家整理的監控系統設計論文【五篇】,供大家參考。

監控系統設計論文范文第1篇

系統的主控電路如圖2所示，由單片機學習開發板中的最小系統電路來完成。

2電路

本系統的電路基于主控電路的配置，包括溫度傳感器DS18B20、nokia5110液晶顯示屏、風扇(電動機驅動)、鍵盤、蜂鳴器、濕度傳感器濕度傳感器DHT11、可燃性氣體濃度傳感器MQ－2、加熱器YF3030012160J等。其中風扇(電動機驅動)、鍵盤、蜂鳴器等器件開發板上自帶，只需要配置剩余的器件即可。圖3溫度傳感器模塊原理圖溫度傳感器模塊原理圖如圖3所示，溫度傳感器的測溫范圍為－55℃－125℃，當室內溫度高于設置值30℃時，系統將報警，同時單片機通過達林頓管，啟動風扇，進行換氣，降低室內溫度，直到達到預期要求;當室內溫度低于設置值(20℃)時，系統將報警，同時單片機通過繼電器，控制12V直流電源，啟動加熱器加熱，直到達到預期要求。加熱器工作時的表面溫度為160±10℃;加熱器模塊原理圖如圖4所示。濕度傳感器模塊原理圖如圖5所示，濕度傳感器的測量范圍20－90%，當室內氣體濕度高于設置值(60%)時，單片機控制風扇的開啟，進行換氣，降低濕度，直到達到預期要求?？扇夹詺怏w濃度傳感器模塊原理圖如圖6所示，當室內可燃性氣體濃度高于設置值(25%)時，系統將報警，同時，單片機將驅動風扇，進行換氣，降低可燃性氣體濃度。

3系統的實現

監控系統設計論文范文第2篇

1.基本概念

狹義的安防監控系統僅僅指視頻監控系統，是指應用光纖、同軸電纜或微波在其閉合的環路內傳輸視頻等信號，并從攝像到圖像顯示和記錄構成獨立完整的系統。它能實時、形象、真實地反映被監控對象，它可以在惡劣的環境下代替人工進行長時間監視，通過錄像機記錄下來。同時報警系統設備對非法入侵進行報警。這是一種監控當中的最重要也是最有效的手段之一，但是不是安防監控的唯一，也有自己的一些缺點。廣義的樓宇安防監控系統是指所以對小區安全進行監控報警的系統的全稱，其中不僅包括視頻監控，也包括對講系統、紅外線監控、報警系統等等，主要包括的要素有：攝像傳輸顯示監控系統、自動報警系統、對講系統等。筆者認為：當前樓宇智能化趨勢要求各種控制系統高度集成，順應時代的發展，科學意義上的安防監控系統應該是廣義上的，而且是高度集成的安防系統，不僅有視頻設備，還有有針對小區周邊地區進行監控的紅外線、自動報警系統、火災報警系統等構成的集成系統，所以僅研究視頻系統是片面的。

2.發展前景

從市場需求來看，隨著社會服務的發展，小區業主對安全的考慮越來越重視，而傳統的巡查制度管理困難，成本高昂，所以安全防控系統對于小區管理極其重要，是為了各大型建筑、居民建筑以及別墅式建筑的發展趨勢。其次，現代通訊技術、計算機網絡信息技術以及自動控制技術的發展，智能化建筑技術的提升與普及，樓房的安防監控系統發展也非常迅速。未來的發展市場前景廣闊，將成為建筑必備設施，而且技術手段更加先進，與數字技術的聯系更加緊密。從國家政策層面來講，政府構建和諧社區的目標將推動安防監控系統的發展與普及。，例如：北京市2010年社區主要道路視頻監控設施覆蓋面達到80%以上；
社區平房、未封閉樓房安裝使用門磁報警器、樓宇對講器系統等設施達到80%以上。

二．國內樓宇安防監控發展現狀與趨勢

中國安防監控技術大致起源于上世紀60年代初故宮博物院的安防報警系統。之后的若干年，中國安防監控一直是以防盜報警系統為主。目前從市場來講，樓宇安防監控系統已經成為城市建筑的必選項目，也是小區建設的重點項目，這幾年技術發展也非常迅速，智能化建筑的發展推動了此項目的發展。但是，目前國內的安防監控體系制造商競爭激烈，一些規模較大的通信、IT、家電企業紛紛推出視頻監控產品，傳統視頻監控市場競爭格局逐漸發生變化。更多領域的廠商進入視頻監控領域，說明視頻監控市場本身蘊藏著巨大的機會。但相對于網絡市場的高度競爭，視頻監控市場的競爭還處在相對較低的層面，參與競爭的廠商實力，包括企業規模、研發能力、營銷能力等普遍不強，主要依靠價格競爭。隨著數字視頻壓縮編碼技術的不斷成熟，從上世紀90年代中后期開始，基于數字視頻壓縮編碼技術的硬盤錄像機開始出現在安防視頻監控領域，基于多媒體計算機的多媒體監控系統以及基于網絡傳輸的網絡視頻監控系統亦成為現代電視監控系統的主流。如今，國內很多從事電視監控設備生產或系統集成的廠家已經在上述綜合型電視監控系統的研發上投入了很大的精力，并已取得初步成果。未來，數字化、IP化、智能化是視頻監控發展的趨勢，視頻監控的IT化趨勢也將更加明顯。

三．樓宇監控安防系統的設計

1.系統設計思想

智能化安防監控系統的設計，必須充分應用現代電子信息技術、計算機技術與高科技通信技術，使得監控的效果更佳。

（1）模塊化

必須堅持完整地一次性完成總方案設計。整個系統的綜合布線和諸多自動化通信網絡工程系統線纜布局，應同步地與土建工程同步進行實施預埋。防止邊施工邊修改，施工后在修改的情況出現。對于智能化大樓的建設，樓宇監控系統的設計還需要與其他的設備如通信、辦公、自動控制等多方面地有機自動結合，實現智能化集成管理，這是安防系統發展的趨勢。

（2）超前化

如果條件不成熟，也應該預留管道與接口，為未來施工留下余地。尤其要注意系統和自控設備的功能超前、創新實用、高效優化的組合。在建立完善網絡結構化全面綜合布線的前提下，整個智能化管理系統的主設備、關鍵部件及終端控制設施，可根據住戶的實際經濟能力，按分期分批逐步實施原則進入安裝、調試運行。

（3）實用性

所開發的實用功能應能為用戶實實在在地感受和使用，以人為本，充分體現幽雅舒適便利快捷的工作環境，并因此而提高工作效率，同時應與國情相符，與城市的基礎設施和周邊環境適應。在保證整個系統先進性、可靠性的前提下，力爭做到性能價格比的最優化。

2.整個系統設計的要素

樓宇監控安防系統主要有幾個方面的設備單元通過電路整合而成，主要包括：樓宇視頻監控系統、樓宇對講系統、樓宇報警系統等，以及各個部分均有相關的部件和設備組成。

（1）樓宇視頻監控系統

攝像機設備是樓宇安防監控體系的主要設備，也是數量最多的設備，它就如整個樓宇監控的眼睛，24小時緊盯著樓宇的關鍵區域的動靜。同時，它把視頻信號轉變成為數字信號，傳輸給顯示器，顯示器設備中的軟件系統對信息進行處理，形成同步的集成視頻。這樣，只需要一兩個監控人員就可以環視整個樓宇關鍵區域發生的異常情況。視頻監控系統對所傳輸的圖像信息具有切換、記錄、重放、加工和復制等功能。

（2）樓宇門戶對講系統

對講系統是一種成本低廉的安防系統。是在各單元口安裝防盜門，小區總控中心的管理員總機、樓宇出入口的對講主機、電控鎖、閉門器及用戶家中的可視對講分機通過專用網絡組成，以實現訪客與住戶對講。住戶可遙控開啟防盜門，各單元梯口訪客再通過對講主機呼叫住戶，對方同意后方可進入樓內，從而限制了非法人員進入。同時，若住戶在家發生搶劫或突發疾病，可通過該系統通知保安人員以得到及時的支援和處理。

（3）周圍紅外線探測系統

一些建筑周邊地區難以用視頻設備實現完全監控，所以對于建筑或者小區周邊安裝紅外探測器，利用主動紅外移動探測器對越界行為進行監控，并連接到監控中心的報警中心，當有人非法進入時，探頭即自動感應，觸發報警，主機顯示報警部位，同時聯動相應的探照燈和攝像機，并在主機上自動切換成報警攝像畫面，報警中心監控用計算機彈出電子地圖并作報警記錄。

（4）信號傳輸系統

傳輸部分是安防監控系統圖像、聲音、紅外線等多種信號的傳輸路徑。主要由同軸電纜、互聯網線路等組成。視頻傳輸部分要求在前端攝像機攝錄的圖像進行實時傳輸，同時要求傳輸具有損耗小，可靠的傳輸質量，圖像在錄像控制中心能夠清晰還原顯示。傳輸線路的設計應避開惡劣或磁場強的環境或易使管線損傷的地段，與其他管線不要交叉。在線路敷設方式上，對于擴建、改建工程可采用明敷設，可采用鋼管或PVC管或線槽保護電纜。

（5）安防監控中心

控制部分就是安防監控系統的指揮中心，就是系統的大腦。它將視頻攝像機獲得的信號通過網絡統一集成到這個指揮中心，負責視頻信號的處理、記錄、遙控等。同時，中心負責門戶對講系統的集中管理，負責集成報警系統的監控以及供電系統的維護等。指揮中心對內與業主聯網，對外還可與公安"110"處警中心實現聯網。當視頻監控、對講系統、紅外探測等系統提出報警信息的時候，監控中心將立即自動進行報警，包括進行語音警告、警報器蜂鳴，同時在監控中心現實發生警報的位置，視頻自動錄像，鏈接110指揮中心等。

（6）輔助供電系統

電源的供給對于保證整個閉路監控報警系統的正常運轉起到至關重要的作用，一旦電源受破壞即會導致整個系統處于癱瘓狀態。系統的供電可以采用集中供電和分散供電兩部分，用戶可以根據實際的需要進行選擇。

3.系統關鍵部分設計要求

（1）視頻監控系統設計

攝像機的布控是設計關鍵。布控設計的時候主要考慮這樣幾個因素：監控范圍的關鍵性與完整性、設備安裝的美觀性、設備安裝的隱蔽性。關鍵性只要是指設備要安裝在樓宇的關鍵區域，這個區域要能夠對人員必經的出入之處以及容易發生安全問題的死角進行監控；
完整性是指攝像機的分布要形成互相銜接，較少監控的盲區與死角；
美觀性是指攝像機的位置、形狀、角度要得體、大方美觀、與環境協調，一些內部元器件要安裝在防護罩內；
隱蔽性是指攝像機的安裝盡力放在不易關注的地方，要照顧一般人員的感受，不要咄咄逼人地隨時注視著業主，同時對于一些不法分子進行隱蔽的監視，可以讓其防不勝防地暴露在顯示器上。例如：攝像機的布防設計類型主要有：

a.大廳布控。

在大廳中央安裝吸頂式集成式攝像機，將攝像機、云臺、解碼器等部件均安裝在半球型防護罩內，能作水平360º、垂直90º運行旋轉。如果使用可變焦的攝像機鏡頭，基本上能夠對大廳的情況一目了然。

b.電梯布控。

電梯是容易激發違法分子犯法動機的易發點。處于美觀與隱蔽的考慮，電梯內可以安裝針孔型攝像機，它能與樓層顯示器實施方便的連接，可正確清楚地觀察與記錄在電梯運行時進出人員的實際情況。

c.走廊布控。

走廊也適合安裝集成攝像機，安裝在走廊的頂端或者一段的角落。走廊不一定需要很大的旋轉視角，但是需要變焦鏡頭（具體看走廊通道的長度），因為走廊的亮度相對較差，所以需要安裝亮度較高的攝像機，以便在比較暗的燈光情況下也能看清樓內通道內人員的面容和相關活動情況，由于它具備隱蔽的特點，不影響大樓美觀大方得體的布局。

d.樓宇周邊地區布控。

樓宇的周邊地區比較復雜，需要根據具體地形進行布控，做好防風防雨防曬措施，可以在樓宇的墻面，周圍的路燈上，綠化地帶內等地段進行安裝，特別是要關注停車場這樣的地段，進出大樓的相關人員都可觀察與記錄下來。

（2）門戶對講系統設計

視頻監控屬于小區集中監控系統，而樓宇對講系統屬于業主主動防御系統，具有積極的意義。通過樓寓對講系統，實現控制開門，來訪者在單元的可視門口機上選通住戶，由住戶確任后，按開門鍵開啟單元門。選購樓宇對講系統應該針對不同的住宅結構、小區分布和功能要求來選擇，有些適宜于非封閉式管理的住宅，能夠實現呼叫、對講和開鎖功能，并具有夜光指示的功能。封閉式管理的小區則可選用帶有安全報警功能的室內機，用戶可根據各自需要安裝門磁、紅外探頭、煙霧報警、煤氣泄漏報警裝置等。一般在戶數容較小的的多層房中采用直按式多線式產品，則既可達到對講的基本功能，也可以合理配置節約系統投資成本。未來如要擴展為聯網系統，只需在每個單元樓里，配置1臺通訊轉換器，即可將室內機傳出的求助信號轉換成數字信號，并發送到小區管理中心，在系統主機上顯示和存儲房號。為方便工程布線，根據不同的小區分布，大系統總線可采用星型布線和環型布線。為解決大系統信號衰減，在同一根電纜上視頻雙相傳輸雙項放大可采用智能化信號增強器。封閉式的小區還可設置管理中心。管理中心機可儲存報警記錄，可隨時查閱報警類型、時間和報警住戶的樓棟號和房號，中心機可監控和呼叫整個小區與樓棟門口。

（3）紅外線探頭

小區園區及周界不可能都安裝攝像機監控設備，所以攝像監控區總會有盲區。所以，選擇防止越界的地點安裝紅外線探頭，采用遠距離主動紅外對射探頭，利用接口與總線相連，實現小區的周邊防范。一旦小區周邊有非法侵入，報警主機發出報警，指出報警的區域、時間、探頭編號等。該系統主要由紅外對射探頭、系統主機及警號等組成。當周界有報警時，保安中心的報警控制主機，發出報警聲并顯示報警區域編號。系統采用總線結構，便于以后的擴展。系統具有防剪線功能，一旦出現剪線或損壞，能及時向管理中心報警。系統由紅外、微波雙探測器及閃光報警器構成，信號送至防控中心，并與電視系統合用矩陣控制系統/畫面分割器、電視墻等控制設備。

（4）自動報警系統設計

自動報警系統是建立在視頻監控、對講系統、紅外線探頭監控系統的基礎上，建立的信號警告系統。自動報警系統與電視監控系統相連接，將從用戶對講系統、戶外紅外線探頭系統、消防火災監控系統方面接受到的報警信號通過系統將信號送至電視監控系統，當有報警發生時，電視監控系統會自動將報警現場的圖像切換到主監視器上。同時報警系統可按分區單獨撤防布防。通過在大樓出入口、各層樓梯間出入口、走道、房門口等部位設置探頭、攝影機，在室內安裝火災探頭，通過這些設備完成報警監測。當報警發生時驅動聲光報警裝置，同時配語言報警單元，實現模擬人工報警，將警報通知公安部門。

4.互聯網技術在安防監控中的運用

從樓宇安防設計的發展趨勢來看，互聯網技術的嵌入是未來發展的主要趨勢。目前，大樓內安裝的監控系統根據用戶監控要求的不同大致可分為兩種網絡環境：主要提供大樓內部的安全保衛和物業管理需要，可利用大樓內的局域網絡；
對于個人用戶，還比較關注的是可在辦公室等異地，通過互聯網絡的支持隨時可以監控到家里的安全和小孩生活的情況。利用樓宇內部現有的局域網資源，可將前端的攝像機和報警設備(如煙感、紅外、門磁等)接入視頻服務器，通過視頻服務器的數字壓縮處理，可將視頻信號直接連入局域網內。在監控中心，安裝網絡視頻監控系統，該系統在后臺運行視頻監控服務器程序，主要完成現場圖像接收，用戶登錄管理，優先權的分配，控制信號的協調，圖像的實時監控，錄象的存儲、檢索、回放、備份、恢復等。保安和物業管理人員可利用自己的辦公微機，在網絡中隨時監控現場的環境。通過網絡視頻監控系統，可以將一些公共區域的情況開放給業主，業主經過系統授權，可觀看到指定的監控畫面。

四．設計案例——***花園小區網絡視頻監控系統設計

作為廣州十大明星樓盤之一的***花園小區，其開發商從系統應用的實際需求出發，在綜合比較分析國內監控市場上各種監控模式及解決方案的基礎上，在小區樓盤中采用基于網絡視頻服務器的第三代全數字網絡視頻監控管理系統。按照實際需求規劃配置108臺攝像機，分別對小區內部樓道、樓內大堂與電梯口、地下室停車場、小區周邊出入口等重要地點進行視頻圖像監控。系統共配備27臺網絡視頻服務器，分別安放在各樓棟的弱電房內。樓棟內以及附近地下車庫的監控攝像機每4臺攝像機就近接入弱電房內的網絡視頻服務器。網絡視頻服務器連入小區內部局域網將數字圖像信號發送到監控中心。

根據上述開發商要求，系統設計單位和設備廠家協商做出以下解決方式：

1、由于網絡視頻服務器后臺的"網絡視頻集中監控系統"管理軟件具備最多16畫面分割顯示功能，而本系統總共有108路視頻圖像，全部要求實時錄像和顯示，因此，監控中心配置8臺電腦并安裝配套的"網絡視頻集中監控系統"管理軟件，其中1臺作為監控主機，執行系統管理以及對前端網絡視頻服務器設置的功能，實時調用顯示任意一路視頻圖像或回放任意一路的歷史錄像資料，執行對任意監控點攝像機云臺鏡頭的控制，但不執行錄像功能；
另外7臺電腦作為監控副機（其中6臺每臺負責系統內指定的16路視頻圖像的顯示、錄像功能，另外1臺負責系統內余下的12路視頻圖像的顯示、錄像功能。）執行指定視頻圖像的顯示、錄像功能。

2、監控副機均配備17英寸顯示器，顯示器固定安放在電視墻柜里，全屏顯示直接組合成監視墻（即電視墻）；
監控主機的顯示器直接擺放在操作臺上以便于日常操作管理；
監控電腦機箱全部放置在機柜里。

3、考慮到操作臺空間的有限性，再加上日?？刂撇僮饕员O控主機為主，因此所有電腦通過切換器共用一套鼠標鍵盤實現控制管理操作。

4、監控電腦配置為：CPUP42.4G，內存512MDDR，顯卡GFORCE4128M，工控主板及機箱電源，每臺電腦內置3個120G硬盤，用于存儲錄像資料（要求保存所有視頻錄像資料1周每天24小時，之后錄像資料自動覆蓋更新。通過以上的監控中心電腦管理解決方式，不僅完全實現了系統的功能要求，在圖像顯示效果上更勝于傳統方式，而且監控中心無須配備復雜、昂貴的大路數矩陣切換系統、畫面分割器等就可以實現畫面分割、切換、調用放大等功能。

監控系統設計論文范文第3篇

關鍵詞：GPRS照明，實時監控

一、概述

在城市現代化建設過程當中，因能源供需的矛盾越來越突出，節電節能、綠色照明是迫切亟待解決的問題之一；
現在若還是采用那些傳統的手控、鐘控城市照明系統的方法，已遠遠不能滿足要求。那么如何充分利用高科技手段解決上述矛盾也就成為當前照明控制領域一個新的課題；
經比較分析，最終選擇GPRS系統作為信息采集、傳輸系統的數據通信平臺。

二、基于GPRS照明監控系統的特點

結合我國的實際國情和通過對國內外照明監控系統特點的分析，采用基于GPRS網絡來監控照明系統，其具備如下諸多優點：

1.可靠性高：GPRS DTU采用面向連接的TCP/IP協議通信，避免了數據包丟失的現象，保證數據可靠傳輸。

2.實時性強：GPRS具有實時在線的特性，數據傳輸延時小，并支持多點同時傳輸，因此監控中心可以在多個監控點之間快速、實時地進行雙向通信。

3.監控范圍廣：GPRS網絡已經實現全國范圍內覆蓋，并且擴容無限制，接入地點無限制，能滿足城市路燈的監控需求。。

另外還有系統建設成本低、運營成本低、可實現集中控制、傳輸容量和擴容性能好、按流量計費等優點。

三、照明監控系統的總體方案設計

基于GPRS的照明監控系統主要由監控點即路燈、遠程監控終端（這兩部分統稱為現場采集）、GPRS網絡、監控中心等組成；
系統的方框圖如下：

圖1 照明監控系統的方框圖

其中，遠程監控終端硬件部分主要由三相交流電進線空氣開關，交流接觸器，GPRS遠程控制器，繼電器，12V開關電源，4回路空氣開關等組成，如下圖：

圖2 現場控制器接線圖

1---三相交流電進線空氣開關；
2---交流接觸器；
3---GPRS遠程控制器；
4---繼電器；

5---12V開關電源；
6---4回路空氣開關；

由于GPRS通信是基于IP地址的數據分組通信網絡，因此監測中心計算機需要一個固定的IP地址或固定的域名，各個數據采集點采用GPRS遠程控制器將采集到的實時數據通過IP地址或域名來傳送給監控中心，從而實現數據的通信。監控中心若要向某個測控終端提出數據請求時，它會根據IP地址來找到對應的終端，將命令發送到該終端，終端響應后，會通過GPRS遠程控制器把數據發送到Internet網絡端口，通過端口轉發到監控中心，即完成了一個信息傳遞過程。

四、監控中心的設計

監控中心是整個照明監控系統的核心部分，它包括系統的操作、維護、信息的分析、處理、響應等；
監控中心的設計包括兩部分；
一部分是硬件部分的設計；
這部分包括數據庫服務器、工作站及相關的設備；
監控中心還安裝了大屏顯示，在大屏上可以實時地、動態地監控各分控點的情況，使得自動監控非常的靈活、高效；
另一部分是軟件部分的設計；
它主要將系統設計成圖形對話框的形式，界面及操作方式采用Windows風格，以實現整個系統中信息的上傳下達和人機互動；
本系統使用Delphi為開發工具。。。

五、結束語

實現城市照明系統的自動監控和管理，從很大程度上緩解了能源供需的矛盾和改善了傳統的“人工巡視”，時效性差，處理故障慢，效率低等問題，實現了實時、快速、穩定、高效的監控和管理；

GPRS技術非常適合地域分布廣，采集點較多且同時又要求實時性較強的場合。

參考文獻：

【1】李繼豪，趙瑞峰，李愛莉，基于GSM/GPRS網絡的路燈監控系統【J】,計算機工程與設計，2005.7:1889-1890.

【2】江暉，基于GPRS的路燈監控系統的設計，大眾科技，2009年第11期：20-21.

【3】陸凌云，基于Ad Hoc的分布式路燈監控系統的設計與實現，智能建筑與城市信息，2009年第7期，95-97.

【4】周封，王晨光，基于GPRS/GSM的路燈監控系統研究，工業儀表與自動化裝置，2008年第1期，18-21.

監控系統設計論文范文第4篇

關鍵字：煤礦安全監控系統、模擬系統、課程改革

中圖分類號：
G424 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2015）04（a）0000-00

1背景

煤礦安全監控系統作為煤礦井下安全避險“六大系統”之一，主要完成對井下甲烷、一氧化碳、溫度和風速等環境參數的動態監控。對保障煤礦安全生產，提高生產效率和機電設備的利用率都具有十分重要的作用。目前，國家要求煤礦企業必須安裝煤礦安全監控系統，而煤礦企業的安全監控技術人員卻嚴重不足。煤炭院校作為煤礦企業技術人員的培養基地應加強“煤礦安全監控系統安裝與維護”課程建設，充分結合煤礦企業生產實際，培養具有高水平的煤礦安全監控技能人才。

2存在問題

2.1師資力量不足

煤礦安全監控系統的授課教師應同時具備煤礦開采、通風、計算機技術、電子技術等方面的理論基礎知識以及較強的設備安裝、調試以及維護能力。學校的專職授課教師往往具備較強的理論功底，但是動手實踐能力有所欠缺；
而企業的外聘教師卻恰恰相反。因此迫切需要樹立新的人才培養機制來使用課程教學的需要。

2.2缺乏有針對性的教材

本課程的教學大綱要求學生掌握煤礦安全監控系統的設計選型，熟悉分站、傳感器、斷電儀的基本工作原理、技術參數及安裝調試方法，熟悉煤礦安全監控軟件的設置以及使用方法，掌握監控系統常見故障處理方法。了解煤礦安全監控系統的日常管理和維護制度?，F有教材大部分是以理論為主，著重介紹礦井開采、通風、計算機相關的理論知識，而涉及到具體實踐操作部分往往講解得不夠詳細。

2.3實踐教學條件不足

本門課程最終目的是讓學生掌握煤礦安全監控系統的安裝與維護方法，這就需要購買足夠數量的設備來供學生進行實訓。而煤礦安全監控系統動輒10～20萬一套，學校往往沒有這么多的資金來購買足夠的設備供學生實訓，大部分煤炭類學校僅僅購買幾套設備供教師演示用，學生沒有設備來進行實踐就導致其動手能力嚴重不足。畢業到煤礦企業后也無法馬上上崗，這也給企業增加了一定的培訓負擔。

3解決方法

3.1加強師資隊伍建設

授課教師應加強業務學習，掌握《煤礦安全章程》、《AQ1029-2007》中的相關內容，以及甲烷、一氧化碳、風速等傳感器報警值、斷電值、浮點值的行業標準。學校應派遣教師前往煤礦安全監控設備生產廠家進行頂崗鍛煉，學習其新技術、新設備，了解設備的內部構成便于現場教學；
派遣教師前往煤礦企業，掌握設備在現場進行安裝、調試的步驟及方法。這樣教師頂崗鍛煉返校后就能充分結合企業實際進行教學。

3.2編寫理實一體的教材

現有的教材側重理論，在實踐操作教學上有所欠缺，因此需要編寫一本理實一體的教材。筆者曾參與了全國煤炭高職高?！笆濉币巹澖滩摹兜V井安全監控系統安裝與維護》（已出版）的編寫，該教材以國內市面上主要的KJ90NA系統的煤礦安全監控設備為基礎，基于項目教學的方式，在充分介紹系統設計、選型等理論知識的同時，詳細介紹了分站、傳感器、斷電儀等設備的安裝、維護以及調試過程。

3.3建立虛實一體的實驗教學系統

煤礦安全監控實驗教學系統要求既能夠重現真實井下設備的實際工作情況，又能隨機生成井下各種數據（包含各種突發異常據），提供給每位學生上機實驗用。為了實現這個目的，可以建立虛實一體的實驗教學系統，布置幾套典型的的煤礦安全監控設備讓學生對系統的整體結構有一個直觀的認識，同時為了讓每位學生都能夠獨立動手完成系統的安裝、調試，可以結合真實的煤礦安全監控軟件，利用模擬器隨機產生井下各項數據，開發一套虛擬實訓系統（筆者曾參與該系統的研發，并已完成，現已用于教學）。

在原有的真實煤礦安全監控系統中井下監控設備價格較高，大部分學校沒有足夠的資金為每位實驗的學生配置一套完整的設備。因此學校在購買幾種典型的設備用于展示系統整體結構的同時，可以開發一套模擬系統用于產生井下傳感器的各項數據，以及對應設備的狀態。模擬煤礦監控系統在一般的PC即可運行，該系統動態模擬煤礦井下各種復雜環境參數的變化，通過實驗系統教學，能夠使學生在模擬環境下了解實際生產的各種情況， 對整個煤礦井下監控系統有一個完整、形象的認識。同時，每位學生可以通過親自動手操作，應用軟件修改各種參數，學會如何應對實際生產中可能出現的問題以及特殊極端情況。當學生獨立在模擬系統上完成了系統組建及參數設置之后，再分批次在真實的煤礦安全監控系統上進行系統的組建與配置，這樣就大大節約了成本，同時也能保證每位學生都能夠上機完成實驗。

真實煤礦安全監控系統硬件教學使學生更深入地了解系統構造、通信控制及傳感器的工作原理；
模擬煤礦安全監控軟件學習使學生掌握監控系統的搭建及配置方法。兩者有機的結合就能更好的為煤礦安全生產的人才培養打下堅實的基礎。

3.4加強校外實訓基地的建設

通過校企合作，在煤礦企業中建設一批穩定的校外實訓基地，同時在煤礦企業中引進一定數量專業素質高的技術工程師作為外聘教師，通過他們把企業生產一線遇見的問題以及處理方法引入課堂，實現以知識傳授為主到以能力傳授為主的轉變，讓學生畢業后馬上就能上崗。

4結語

隨著國家對煤礦安全生產要求的不斷提高以及煤礦企業管理的需求，急需一批具有較高專業技術水平的煤礦安全監控系統從業人員 ，從而保證煤礦信息網絡系統正常地運行，實現全礦井統一調度、科學管理。煤炭院校應加強煤礦安全監控系統課程建設，著力培養一批專業素質過硬的煤礦安全監控系統從業人員，為煤礦企業的安全生產提供強有力的保障。

參考文獻：

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監控系統設計論文范文第5篇

關鍵詞：
無刷直流電機；

磁場定向控制；

RBF；

監控系統

中圖分類號：
TN948.64?34；

TP273 文獻標識碼：
A 文章編號：
1004?373X（2016）20?0171?04

Abstract：
The available torque ripple suppression method of brushless DC motor has unsatisfactory suppression effect， or good ripple suppression effect while owning complicated learning algorithm， and is bad for promotion. To solve these problems， the field?oriented control system of the brushless DC motor was designed， which combines the RBF neural network and field?oriented control， and uses Luminary 615 microcontroller and brushless motor dedicated chip MC33035. The Visualbasic?based upper computer monitoring system matching with the motor was developed， which can realize the graphical display of parameters such as rotate speed and setting of motor parameters with low cost. The experimental results show that the designed RBF field?oriented control system of brushless DC motor has small torque ripple and high control accuracy.

Keywords：
brushless DC motor；

field?oriented control；

RBF；

monitoring system

無刷直流電機的轉矩脈動及其抑制研究是目前無刷電機領域的研究熱點之一[1?6]?，F有的無刷直流電機轉矩脈動抑制方法抑制效果仍不理想，抑制效果較好的又存在學習算法復雜，不利于產業化問題。個別文獻在無刷直流電機控制系統中使用磁場定向控制策略，能一定程度降低其轉矩脈動[4?5]。文獻[5]設計了基于磁場定向控制的無刷直流電機控制系統試驗平臺，電機轉矩和轉速脈動較小，但其控制性能有待進一步提高。文獻[6]提出利用 BP 神經網絡算法抑制換相轉矩脈動，該智能控制方法轉矩脈動抑制效果好，但學習算法復雜，收斂慢，不利于大規模推廣。本文用RBF神經網絡速度環取代文獻[5]中的普通速度環，基于Luminary 615微控制器和無刷電機專用芯片MC33035[7]，設計了無刷直流電機RBF磁場定向控制系統?，F有的電機監控系統要實現實時數據圖形化顯示，一般設計較復雜[8]。本文基于Visual Basic開發了配套的上位機監控系統，設計簡單，能在低成本下實現轉速等實時數據的波形顯示及參數設置，具有一定的理論意義和實用價值。

1 基于RBF神經網絡的無刷直流電機磁場定

向控制策略

1.1 基于RBF的無刷直流電機磁場定向控制系統

與永磁同步電機磁場定向控制相比，目前沒有學者給出無刷直流電機d?q坐標系下的精確等效電路。本設計參照文獻[5]，通過跟蹤控制各相電流設定值，實現無刷直流電機的ID=0控制。電流的跟蹤方式為滯環跟蹤，系統采用RBF速度環。

圖1給出了基于RBF的無刷直流電機磁場定向控制系統框圖。

1.2 RBF速度環

1.2.1 RBF速度環結構

RBF神經網絡是三層前饋神經網絡，一個隱層，函數逼近能力好、學習速度較快且無局部極小值。本設計中，磁場定向控制系統中的速度環采用兩輸入、單輸出的RBF神經網絡，RBF速度環結構如圖2所示。

1.2.2 RBF神經網絡

RBF神經網絡拓撲圖見圖3。

2 RBF磁場定向無刷電機控制系統及監控系 統硬件設計

2.1 系統硬件結構

本系統微控制器選擇Luminary 615，電機控制芯片采用專用無刷電機控制芯片MC33035。微控制器單元、電源電路、串口通信電路、邏輯電路、驅動電路等為控制系統的主要組成部分，系統硬件結構框圖如圖4所示。

2.2 微控制器Luminary 615

Luminary 615微控制器是首款基于ARM? CortexTM?M3的控制器，將高性能的32位計算引入到對價格敏感的嵌入式微控制器中。Luminary 615的最小系統板原理圖如圖5所示。

2.3 串口通信電路

下位機串行口只占用了PD2以及PD3，作為單片機接收端RXD和發送端TXD。在計算機和下位計算機通信，只需將接收信號（TX，RX）和（GND）三線接好即可。串行接口芯片級的TTL電平，它與計算機串行接口電平不一致，因此需要電平轉換。

系統選擇采用MAXIM MAX232串行公司生產的接收/發送驅動芯片，電路簡單，只需4個0.1 μF電容器可以實現電平轉換功能。

2.4 邏輯電路

本設計選用無刷電機專用芯片MC33035[7]，穩定性高，具體電路圖見圖6。

3 系統下位機軟件設計

本系統的下位機軟件采用模塊化的方法進行設計，采用IAR編程環境，IAR編程環境風格簡易方便，功能齊全，采用C語言進行編程。軟件的編寫流程見圖7。

4 控制系統上位機監控軟件設計結論

4.1 上位機監控軟件流程

開發電機監控系統，希望能方便、靈活地選擇電機參數、進行狀態監測及發送電機命令。如圖8所示為本文上位機監控系統的軟件流程圖。

4.2 上位機監控系統的串行通信程序設計

4.3 基于VB的上位機監控系統設計

Visual Basic 2005語言功能強大，易于學習。它不僅保留了原有Basic的所有功能，還新增加了面向對象編程功能。本文在Visual Basic 2005編程平臺上建立了一個基于對話框的程序，完成了無刷直流電機磁場定向控制系統的運行參數監控及參數設置。圖10和圖11分別為開發系統的電機參數設置及通信設置界面。

5 系統測試

系統測試采用的無刷直流電機型號為42BLF03，參數為額定功率78 W，額定力矩0.188 N?m，電樞繞組電阻1.8 Ω，電樞繞組電感0.54 mH，額定電壓24 V，額定轉速4 000 r/min。

利用串口線將無刷電機控制板連接到PC機，并在監控軟件上打開相應的通信串口，在PC機監控界面設定電機的轉速為正轉3 000 r/min（水平拖動移動塊時，調的最小單位1代表50 r/min），下位機將采集的系統輸入電壓和實際測得的轉速傳回給電腦，在監控軟件上顯示出來，如圖12所示。電腦顯示電機實際轉速為3 010 r/min，存在的誤差為0.33%，無刷直流電機的實際轉速達到上位機設定的轉速值，由速度波形可見設計的無刷直流電機RBF磁場定向控制轉速脈動小，說明其轉矩脈動?。ㄎ墨I[2]提出了電機轉矩脈動衡量指標，認為轉速脈動小，轉矩脈動肯定?。?。同時上位機顯示的電壓與實際萬用表測得的電壓一致，都為23.94 V。設計的無刷直流電機RBF磁場定向控制轉矩脈動小、控制精度高，監控系統功能達到設計要求。

6 結 論

設計利用Luminary 615微控制器和無刷電機專用芯片MC33035，在無刷直流電機磁場定向控制系統中采用RBF速度環，設計了無刷直流電機磁場定向控制系統，并開發了基于Visual Basic的配套上位機監控系統，進行了42BLF03無刷直流電機實驗，結果表明，設計的無刷直流電機RBF磁場定向控制系統轉矩脈動小、控制精度高，開發的配套監控系統能在低成本下實現轉速、電壓等參數的圖形化顯示及參數設置。

參考文獻

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