基于冗余機(jī)制的水質(zhì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計.pdf

1、我國是水資源大國之一,但人均淡水資源占有量卻是世界13個人均水資源最貧乏的國家之一。同時我國正處于發(fā)展中階段,伴隨著國家經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,能源與環(huán)境之間矛盾日趨尖銳,水環(huán)境的污染情況日益嚴(yán)重。因此,城市水資源的處理與防治被給予高度的重視與支持。城市水質(zhì)處理系統(tǒng)是城市核心公共設(shè)施之一,對于城市的重要性無需贅言,其可靠性能關(guān)乎城市用水供給與污水處理的能力,影響著市民的正常生活起居。本文在進(jìn)行整體水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的同時,著重對系統(tǒng)可靠性進(jìn)行深入

2、的研究分析,并設(shè)計了一種基于冗余機(jī)制的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
　　在水質(zhì)處理監(jiān)控系統(tǒng)的整體架構(gòu)中,數(shù)據(jù)采集功能作為實現(xiàn)水質(zhì)處理過程控制目的的核心部分,無論是在數(shù)據(jù)處理方面,還是在穩(wěn)定可靠的工作性能方面都需要進(jìn)行精心的設(shè)計。其中針對負(fù)責(zé)水質(zhì)處理現(xiàn)場信號采集任務(wù)的數(shù)據(jù)信號輸入模塊進(jìn)行冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計,以保證水質(zhì)處理控制系統(tǒng)實時可靠地對水質(zhì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的采集;并且依靠輸入模塊與輸出模塊協(xié)同作業(yè),形成閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)來提高控制決策輸出的可靠性與安

3、全性。在實現(xiàn)系統(tǒng)可靠性技術(shù)的設(shè)計中,論文著重分析了系統(tǒng)冗余技術(shù),通過對各種冗余結(jié)構(gòu)與策略分析比對,最終選定在雙機(jī)熱備冗余結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行二取二冗余策略的創(chuàng)新性改進(jìn)。并在系統(tǒng)可靠性技術(shù)的理論支持下,完成了對冗余化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計。最后,對該監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行測試,其中通過MATLAB仿真軟件進(jìn)行了可靠性能的仿真分析,并通過搭建測試平臺對模擬通道和數(shù)字通道的各個模塊進(jìn)行測試。結(jié)果表明該系統(tǒng)在平均無故障運(yùn)行時間指標(biāo)中遠(yuǎn)優(yōu)于單系統(tǒng),而且通