基于冗余機制的水質數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟硬件設計.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。城市水質處理系統(tǒng)是城市核心公共設施之一,對于城市的重要性無需贅言,其可靠性能關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。本文在進行整體水質監(jiān)控系統(tǒng)設計的同時,著重對系統(tǒng)可靠性進行深入

2、的研究分析,并設計了一種基于冗余機制的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
　　在水質處理監(jiān)控系統(tǒng)的整體架構中,數(shù)據(jù)采集功能作為實現(xiàn)水質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行精心的設計。其中針對負責水質處理現(xiàn)場信號采集任務的數(shù)據(jù)信號輸入模塊進行冗余結構設計,以保證水質處理控制系統(tǒng)實時可靠地對水質信息數(shù)據(jù)進行準確的采集;并且依靠輸入模塊與輸出模塊協(xié)同作業(yè),形成閉環(huán)控制結構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)可靠性技術的設計中,論文著重分析了系統(tǒng)冗余技術,通過對各種冗余結構與策略分析比對,最終選定在雙機熱備冗余結構的基礎上,進行二取二冗余策略的創(chuàng)新性改進。并在系統(tǒng)可靠性技術的理論支持下,完成了對冗余化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟硬件設計。最后,對該監(jiān)測系統(tǒng)進行測試,其中通過MATLAB仿真軟件進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行測試。結果表明該系統(tǒng)在平均無故障運行時間指標中遠優(yōu)于單系統(tǒng),而且通