基于AVR单片机的风电机组自动消防控制系统设计与研究

【摘要】我国风能资源丰富,在过去十年里我国的风机产业得到了迅猛发展,但与此同时,风机安全事故也在逐年增加。另外,由于风机大多安装在野外或海上,一旦着火将造成严重的损失,因此急需装备自动消防控制系统。本论文面向大型风电机组机舱的消防安全,研制基于AVR单片机嵌入式技术以及远程监控、用于火灾感应和检测的消防控制系统。采用了温度、烟度以及图像等信息感应火灾情况,通过电启动超细干粉灭火装置进行自动灭火。最后利用RS485总线和光纤网络将单片机检测仪和远程控制器连接起来,构成完善的风力发电场的消防报警和自动灭火控制系统。模拟现场环境试验结果达到了设计目标,可用于风电系统的消防安全控制。首先,论文阐明了课题研究的背景、意义及来源,接着介绍了国内外风力发电机组的消防技术和消防控制系统研究现状,为本课题所要设计和研究基于AVR单片机的风电机组自动消防控制系统做好理论基础并提出了系统总体设计方案：包括下位机设计和上位机设计两部分。其次,论文详细设计了系统下位机的硬件电路和软件程序。在硬件方面,主要设计了电源供电电路、时钟及复位电路、仿真接口电路、数字传感器接入电路、模拟温湿度变送器接入电路、RS485通信接口电路、串口摄像头接入电路等。论文根据各个模块电路的关系,设计出原理图和PCB图,完成系统硬件电路板制作；在软件方面,主要对系统初始化、A/D采样、系统灭火控制、系统与PC串行通信等部分进行了程序设计,并在文中给出了程序工作流程图和部分程序代码。再次,论文以基于C#的VisualStudio2010作为上位机软件开发工具,在上位机PC上开发出风电机组自动消防系统软件,并使用SQLServer2008作为后台数据库以及采用ADO.NET技术实现对数据库的访问操作。最后,论文以模拟现场环境为实验对象,对上述开发的整个系统进行调试应用。利用所开发的系统软硬件对模拟现场环境进行温湿度的探测和视频监控,同时通过调试来实现各部分功能,以满足真实现场环境条件下的要求。经过调试应用和长时间不间断运行后,结果验证了本文所开发的系统是有效、成功的。
【作者】贺杰；
【导师】敖银辉；
【作者基本信息】广东工业大学，机械工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】风电机组；消防；嵌入式；AVR；单片机；

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