自来水厂全自动恒压供水监控系统毕业设计论文
恒压变频供水系统的智能控制系统毕业设计正文
1引言1.1 本课题的意义随着现代智能楼宇建筑的发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高，加之目前能技术，设计节能的、适应不同领域的高性能恒压供水系统成为必然趋势．变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体，能够提高供水系统的稳定性和可靠性，并易于实现供水系统的集中管理与监控．此外，它还具有良好的节能性，这在能源日益紧缺的今天尤为重要．因此，研究变频恒压供水系统对提高工业生产效率、改善居民生活水平、降低能耗等方面具有重要意义。
随着社会经济的快速发展, 人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高, 再加上国内的电力短缺现状, 利用先进的电气技术、自动控制技术来设计高性能、低能耗、能适应不同领域的恒压供水系统已经迫在眉睫. 目前城市恒压变频供水系统普遍采用的是传统的PID 控制, 但是对于高楼层用户及对供水质量要求较高的工厂来说,PID控制常常在稳定运行期存在供水压力偏差、抗干扰能力差、调节时间长等不足, 造成供水等待时间过长, 增加供水管道的损耗从而加大爆管的几率, 并且不利于节能减耗 . 因此有必要研究新型的恒压变频供水系统的智能控制策略, 用于改善恒压变频供水系统的供水质量.1.2 国内外发展状况一般规定城市管网的水压只保证6层以下楼房的用水，其余上部各层均须“提升”水压才能满足用水要求。
以前大多采用传统的水塔、高位水箱，或气压罐式增压设备，但它们都必须由水泵以高出实际用水高度的压力来“提升”水量，其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗。
自从变频器问世以来，变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。
变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。
恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统。
恒压供水毕业论文 (1)
[摘要] 随着我国社会经济的发展，城市建设发展十分迅速，同时也对基础设施建设提出了更高的要求。
城市供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到用户的正常工作和生活。
随着人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计出高性能、高节能、能适应供水复杂环境的恒压供水系统成为必然趋势。
基于PLC的变频恒压供水系统能够根据用户量的多少来调节供水量，最大程度的解决了水资源和电资源的浪费，因此其是供水方式的发展的必然方向。
本文以某居民小区水泵电动机控制系统为对象，首先根据管网和水泵的运行特性曲线，阐明了供水系统的变频调速节能原理；具体分析了变频恒压供水的原理及系统的组成结构，采用变频器和PLC构成变频调速系统，通过选择合适的硬件设备和软件编程方法及信号处理方式等阐明如何实现小区恒压供水。
[关键词]恒压供水;变频调速;PLC;节能Abstract: As China's social and economic development, urban construction and development very quickly, but also the construction of infrastructure facilities has put forward higher requirements. City water supply system construction is one of the important aspects of the water supply reliability and stability, the economy of a direct impact on the user's normal work and life. As people on the water quality and water supply systems in the continuous improvement of reliability requirements, the use of advanced automation technology, control technology and communication technology, design a high-performance, high-energy, water supply plants to adapt to the complex environment of constant pressure water supply Systems become an inevitable trend, based on PLC of constant pressure water supply system can adjust water supply according to the water consumption. The greatest degree of waste water resources to solve. so it is the necessary direction of water supply.In this paper, pipe network and pumps under the operation of the curve, clarify the water supply system for energy-saving Frequency Control Principle; specific analysis of the frequency of the principle of constant pressure water supply system and the composition of the structure, based on frequency and PLC constitute a variable speed control system, by selecting the right hardware equipment and software design method expounds how to realize the village water supply.Keywords：Constant pressure Water Supply; Variable velocity Variable frequency; PLC; energy conservation目录1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2国内外变频供水系统现状 (1)1.3本文所做的工作 (1)2 变频恒压供水系统设计要求 (2)2.1系统的工艺要求 (2)2.2系统控制要求 (3)2.3本章小结 (3)3 变频恒压供水系统设计思路 (4)3.1拖动方式的选择 (4)3.2水泵的调节方式 (4)3.3调速方法选择 (4)3.4变频恒压供水系统的组成及原理图 (5)3.5小区变频恒压供水系统控制流程 (6)3.6本章小结 (7)4 系统硬件设计 (8)4.1系统主要设备的选型 (8)4.1.1 PLC选型 (8)4.1.2水泵的选型 (8)4.1.3变频器的选择 (8)4.1.4熔断器选择 (8)4.1.5压力传感器的选择 (9)4.1.6水位传感器的选择 (9)4.2系统主电气原理图设计 (9)4.3启动电路图 (10)4.4制动电路图 (11)4.5 I/O输入输出分配表 (12)4.6系统接线图 (13)4.7本章小结 (14)5 系统软件设计 (15)5.1系统软件设计思想 (15)5.2 PLC部分程序分析 (16)5.3组态软件总体设计 (17)5.4组态软件详细设计 (17)5.5本章小结 (21)6 系统实验室仿真 (22)6.1实验室环境 (22)6.2实验要求 (23)6.3系统调试与实现 (23)6.4本章小结 (23)7 结论与展望 (24)致谢 (25)参考文献 (26)1 绪论1.1引言水是生命之源，人类生存和发展都离不开水[1]。
恒压供水系统设计毕业论文
丽水职业技术学院机电信息分院毕业设计旭日小区恒压供水系统学生学号：080XXXXX学生：XXXX导师：叶XX班级机电0XXX 专业名称机电一体化技术提交日期 201X年X月XX日答辩日期 201X年X月XX日201X年5月丽职院机电信息分院毕业设计摘要随着经济的发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高，现今能源的紧缺，利用先进的自动化技术、可编程控制技术、通讯技术和电脑技术，设计出高性能、高效率、能适应不同领域的可靠性高的恒压供水系统成为必然的趋势。
本论文从节约能源的角度出发，提出多种不同的控制方案，最后通过方案间的比较和针对现今社会的调查确定选用变频器与PLC实现恒压供水系统控制的方案。
论文具体介绍恒压供水系统的控制原理及PLC控制系统，给出了PLC控制系统的硬件和软件设计。
系统主要控制目标是泵站总管出水压力，在用户端的检测机构反馈数值与系统给定值进行比较，其差值经PID运算处理后发出控制指令，使变频器变频，调整运转电机数量或或改变电机运转速度，从而到达总管供水压力在给定的范围内。
关键字：变频调速、恒压供水、PLC、MCGS1旭日小区恒压供水系统设计目录第一章绪论 (3)城市供水的需求 (3)恒压供水系统设计的目的和意义 (3)设计的任务及要求 (3)第二章系统的方案选择 (4)系统控制方案选择 (4)恒压供水系统 (4)变频调速节能原理 (5)第三章系统控制回路设计 (5)主电路设计 (5)控制电路设计 (5)3.3 其他回路设计 (6)第四章元器件的选型 (6)选型 (6)变频器的选型 (6)模拟量模块的选择 (6)4.4 压力变送器的选型 (6)触摸屏的选型 (7)原件表 (7)第五章元气件的接线图 (8)5.1 PLC接线图 (8)变频器接线图 (8)5.3 模拟量模块接线图 (8)第六章PLC控制及编程 (9)6.1 PLC控制流程图 (9)6.2 I/O地址分配表 (9)编程及程序介绍 (11)第七章组态 (14)7.1 MCGS组态 (14)第八章总结 (16)致谢 (17)参考文献： (18)附录1 恒压供水系统程序 (19)附录2 电气原理图 (29)2丽职院机电信息分院毕业设计第一章绪论城市供水的需求随着我国城市和工业化进程的加快，城市供水面临着缺水与水环境恶化双重压力，还存在着浪费、低效用水及管理落后现象。
毕业设计68基于变频调速技术的恒压供水计算机监控系统
摘要我国水厂从七十年代开始应用集中巡检，到八十年代随着工业水平的提高和计算机技术的发展，自动控制技术发展得很快。
随着自动控制技术的广泛应用，大城市的水厂自动化生产程度较高，但中小城市水厂尤其是老水厂自动控制系统配置相对落后。
本论文在分析和比较了国内外供水自动控制系统的发展现状和特点的基础上，结合我国中小城市供水厂的现状，设计了一套以变频调速技术为基础的恒压供水计算机监控系统。
该系统综合运用计算机技术、变频调速技术以及自动控制技术，实现了恒压供水的参数整定自动控制，保证了随时供水系统维持在最佳运行状况。
论文对计算机控制系统中的上下位机之间的串行通信进行了分析和研究，运用组件技术和多线程技术开发了串行通信控件，在自定义通信协议的基础上设计了相应的串口通信程序，实现了上位机和可编程序控制器之间的实时通讯及远程控制功能。
并在此基础上研制开发了一套用于供水系统的信息管理及监控系统软件，分析了软件设计中的总体结构设计、数据库设计、数据处理软件设计等的实现。
现场调试和运行表明，该系统能够对供水过程进行自动控制，能够有效地降低能耗，提高生产管理水平。
监控系统安装维护方便，运行稳定、可靠；监控软件功能齐全，人机界面友好，使用方便。
关键词：供水系统串行通信信息管理 PLCAbstractCentralizing scout of waterworks is started to apply in 70s in our country. In the 1980s, with the development of industry and computer technology, automation technology is progressed fast. With the widely applications of automation technology, the automatic degree of waterworks in city is much higher than the correspondence in town. Especially in some old waterworks, the equipment of automatic control system is dropped behind.On the basis of analyzing and comparing the development and characteristic of domestic and overseas automatic system of water supply, combined with status in quo of the waterworks in our country, this paper designs a suit of computer controlling system based on variable frequency speed-regulating technology. Through using computer technology, variable frequency speed-regulating technology and automation technology, the system can make the water pressure of water supply system constantly by the way of parameters self-tuning. It assuredly makes the water supply system work on all cylinders.Through analyzing and researching on the serial communication between host computer and PLC of computer control system, a serial communication control is developed base on control technology and multithreading technology. Serial communication program is developed base on the custom communication protocol, the function of real time communication and remote control between host computer and PLC is realized. On the basis of these programs, a information management and real time supervisory control software of water supply system is developed. At the same time, it analyzes the design of frame, database, data management and so on. The realization of these programs is also introduced.The Operation and experiment demonstrates that the system make the work of water supply automated in some degree. It is good for energy saving and improving the management of waterworks. It’s also facility to mount and maintain, reliable to operating, and precise to supe rvise and control. The supervisory control software has abundant functions, kind interface and convenience to using.Key Word：Water supply system, PLC, Information ManagementSerial Communication目录第一章变频调速恒压供水系统的现状和发展 (1)1.1 变频调速恒压供水的目的和意义 (1)1.2 变频调速和编程软件概述 (6)1.2.1 变频调速技术的特点及应用 (6)1.2.2 可编程序控制器的特点及应用 (9)1.3 毕业设计任务及要求 (11)第二章变频调速恒压供水系统工作原理 (13)2.1 系统的工作过程 (14)2.2 变频调速的节能调速原理 (16)2.3 变频调速恒压供水工况分析与能耗机理分析 (19)2.3.1 管路水力损失与性能曲线 (19)2.3.2 水泵工作点的确定和调节 (20)2.3.3 水泵变频调速节能分析 (21)2.3.4 调速范围的确定 (24)2.4 本章小结 (24)第三章系统软件设计与实现 (26)3.1 系统监控软件总体结构设计 (27)3.1.1 数据采集与通信 (29)3.1.2 设备状态控制 (30)3.1.3 数据管理 (31)3.2 数据库设计 (32)3.2.1 数据库设计的原则 (32)3.2.2 数据库的建立 (33)3.3 监控软件结构设计 (36)3.4 本章小结 (37)第四章上位机与PLC与的串行通信 (38)4.1 上位机与PLC与的串行通信 (38)4.1.1 串行通信 (39)4.1.2串行通信接口标准 (41)4.2 通讯参数设置和通讯测试界面 (44)4.2.1 通讯参数设置 (45)4.2.2 通讯测试界面 (46)4.3 PLC通信程序设计 (46)4.3.1 PLC网络通信协议 (46)4.3.2 PLC通信程序设计 (49)4.4 上位机通信模块设计 (56)4.5本章小结 (56)全文总结 (57)参考文献 (59)致谢 (60)第一章变频调速恒压供水系统的现状和发展1.1变频调速恒压供水的目的和意义近年来我国中小城市发展迅速，集中用水量急剧增加。
恒压供水毕业设计论文
摘要自从变频器的问世以来，变频调速技术在各领域得到了广泛的应用。
变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我国供水行业的技术装备水平从90年代开始经历了一次飞跃。
恒压供水调速系统实现水泵电机无极调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今最先进，最合理的节能型供水系统。
在实际应用中得到了很大的发展。
随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能也越来越强。
充分利用变频器内置的各种功能，对合理涉及变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重要的意义本课题是选用一拖一，也就是一台变频器控制一台水泵的控制方式；所用设备主要有西门子公司生产的S7-200（CPU224）的PLC、变频器、交流接触器电机泵、压力传感器、超声波传感器、管道、触摸屏和导线若干它们组成一个闭环回路。
各器件组成部分的原理，西门子S7-200PLC的各个接线的。
本回路中，当水压和液面达到指定值后，通过压力传感器和超声波传感器反应，并由变频器控制电泵机来达到恒压控制和恒定液面控制。
关键词：PLC 变频器一拖一恒压控制恒定液面控制目录第一章绪论………………………………………………………………………1.1课题研究的背景………………………………………………1.2供水系统发展过程…………………………………………..第二章 PlC的概述…………………………………………………………….2.1可编程控制器的定义…………………………………………………2.2 PLC的发展和应用……………………………………………………2.3 西门子S7-200 PLC概述……………………………………………2.4 本课题的主要研究内容……………………………………………. 第三章变频恒压供水系统的理论分析………………………………………3.1水泵的工作原理……………………………………………………3.2 供水电机的搭配…………………………………………………….3.3 水泵的调节方式……………………………………………………3.4 恒压供水系统的能耗分析…………………………………………3.5 供水系统的安全性问题[9…………………………………………. 第四章变频很压供水系统的硬件设计…………………………………………4.1设计的方向………………………………………………………….4.2变频恒压供水系统的结构设计……………………………………4.3 变频恒压供水系统的构成………………………………………….4.4 PLC外围接线图……………………………………………………心得体会………………………………………………………………………….. 致谢……………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………附录……………………………………………………………………………….第一章绪论1.1课题研究的背景在城市化进程迅速的今天，城市的居住形式主要是生活小区，那么小区供水系统的建设就显得尤为重要。
基于PLC的恒压供水系统设计与调试毕业设计(论文)
当前我国供水运行管理仍然比较落后，水资源浪费现象十分严重，不能适应现代社会发展的需求。因此在供水网络中需要采用供水优化调整方案，引入计算机、变频器、可编程控制器等先进技术，使供水网络在最佳状态下运行，具有重要的现实意义。只有强化水资源的同意管理，进行合理开发，才能促进国民经济的可持续发展。
②存储器
可编程控制器配有两种存储器：系统存储器(ROM)和用户存储器(RAM)。系统存储器：存放系统管理程序。用户存储器：存放用户编制的应用程序和工作数据。
③输入输出接口
输入输出接口是PLC和现场输入与输出设备连接的部分。
A)输入接口输入接口电路用来接收和采集现场输入信号，输入回路中公共点COM通过输入元件连接到对应的输入点上，再通过输入继电器将输入元件的状态转换成CPU能够识别和处理的信号，并存储到输入映像寄存器中。PLC输入回路接线如图2-3所示。
(3)定时唤醒功能。由于系统是根据管网用水量的多少来决定投入运行水泵的台数，所以当用水量长期在某一小范围内变化时就会使得某台水泵长期运行而磨损严重，而其他水泵长期不使用造成生锈，设定本功能后则可方便的解决该问题。对于同流量的多台水泵，为使各泵平均工作时间相同，须设置定时换泵功能。在设定了定时换泵功能后，当一台变量泵连续工作时间超过设定值后，且有变量泵处于“休息”状态，则变频器自动切换启动“休息”时间最长的变量泵，并停止原变量泵，以保证各台水泵运行时间均等，延长水泵使用寿命。换泵时间可任意设定。
在20世纪90年代初我国引进德国西门子公司的PLC技术，同时变频器也开始起步应用于我国，恒压调速供水系统经历了一个逐步完善的发展过程，2008年至今中国变频恒压自动供水设备市场发展迅速，产品产出持续增长，国家产业政策鼓励变频恒压自动供水设备产业向高技术产品方向发展，国内企业新增投资项目投资逐渐增多。投资者对变频恒压自动供水设备行业的关注越来越密切，这使得变频恒压自动供水设备行业的发展需求迅速增大。
变频恒压供水系统完整毕业论文设计
**学院毕业设计〔论文〕题目变频恒压供水控制系统设计姓名学号院〔系〕专业指导教师职称评阅教师职称年月日学生毕业设计〔论文〕原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业设计〔论文〕是在导师的指导下进展的设计〔研究〕工作与取得的成果，论文〔设计〕中引用他〔她〕人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果与为获得某某科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。
与我一同工作的同志对本设计〔研究〕所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
毕业设计〔论文〕作者〔签字〕：签字日期年月日贴校徽处**学院本科生毕业设计〔论文〕变频恒压供水系统设计学生某某：指导教师专业：院〔系〕：年月日摘要本论文结合我国中小城市供水厂的现状，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水自动控制系统。
变频调速恒压供水自动控制系统由可编程控制器、变频器、水泵电机组、传感器、以与控制柜等构成。
在变频调速恒压供水系统中，单台水泵的调节是通过变频器来改变电源的频率f来改变电机的转速n，从而改变水泵性能曲线得以实现的。
分析水泵的能耗比拟图，可以看出利用变频调速实现恒压供水，当转速降低时，流量与转速成正比，功率以转速的三次方下降，与传统供水方式中用阀门节流方式相比，在一定程度上可以减少能量损耗，能够明显节能。
通过编程软件设计了一个用于供水系统压力控制的PID控制器，PID控制器内置在PLC中，该控制器对于压力给定值与测量值的偏差进展处理，实时控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电动机的转速来改变水泵出水口流量，实现整个供水的压力的自动调节，使压力稳定在设定值附近。
关键词：PLC控制变频调速恒压供水水泵节能AbstractThe present paper unifies in our country the small city for the waterworks present situation, has designed a set based on the PLC frequencyconversion velocity modulation constant pressure water supplyautomatic control system.In order to pledge water supply, the unit is in the super pressure state usually moving, not only the efficiency is low and power consumption is big, but also Guan Wang in city over a long period of time is in the super pressure running state, and it is also very serious to wear and tear. This thesis bines the middle and small city water supply present situation of factory of our country, and has designed basseting on the fast constant voltage water supply automatic control system of frequency conversion accent of PLC.The fast constant voltage water supply automatic control system of frequency conversion accent forms by programmable controller and frequency converter and water pump electrical machinery group, sensor as well as control cupboard etc. This system uses frequency converter to pull to move many electromotor to start, moves and accent speed, uses respectively to circulate the method operating of use, by way of super ordinate machine.Key word: PLC control, frequency conversion velocity modulation,constant pressure water supply, water pump, energy conservation目录摘要IABSTRACTII前言11绪论2项目的意义与应用背景2课题的方案设计3本文研究的内容42恒压供水原理与工艺5系统的组成和根本工作原理5系统框图与工作模式6主要元器件选型7该系统的特点83控制系统分析与设计10低压电器设备局部10控制柜面板设计123.3PLC控制局部134软硬件的根本原理介绍144.1PLC可编程控制器(三菱FX2N-32MR)14可编程控制器的特点14可编程控制器的工作原理15变频器的原理与特性(ATV38)20变频器简介20变频与变压(VVVF)原理20变频调速的根本原理21变频调速的升速和启动21变频调速的降速和制动22变频后的电动机的机械特性22水泵类平方律负载的机械特性234.2.8 V/F控制的概念23矢量控制的概述244.2.10 ATV38的特性25压力传感器简介275系统开发295.1PLC应用的开发步骤295.2PID调节305.2.1 PID调节原理305.2.2 PID参数设置315.2.3 PID设定值的调整与控制算法31 5.3PLC程序32根本步骤33程序中使用的继电器335.3.3 PLC I/O表36程序流程365.3.5 PLC程序的运行和模拟调试42 6调试44硬件功能调试44系统总体调试44结论45致谢46参考文献47附录PLC 梯形图48前言据报道，目前国内在用的水泵和风机约5000万台，年消耗的电量可达约1000亿度。
毕业论文--恒压供水系统【范本模板】
毕业设计开题报告一、课题设计（论文）目的及意义变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点,变频控制技术的进步不仅仅是异步电动机结构简单、坚固、易于维护等优点，更主要的是采用变频调速技术的异步电动机的机械特性达到了直流电动机调压调速的特性。
由于计算机技术的介入，使得变频器具有丰富的功能和方便好用的特点，因此人们才有可能按照实际要求，自行构成一个适用和可靠的调速系统。
随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能也越来越强。
充分利用变频器内置的各种功能,对合理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重要的意义。
二、课题设计（论文)提纲1、恒压供水系统技术指标分析2、硬件电路设计3、软件设计4、总体调试三、课题设计（论文)思路、方法及进度安排设计思路:详细分析设计要点及参数确定，系统的工艺要求，对主要元器件选型.根据工艺要求进行硬件设计和软件设计进度安排1-2周，根据任务书搜集资料，方案论证，写开题报告,制定元器件购买计划及预算；3-4周，电路设计,电路组装、调试、成型5-6周,整理论文材料,毕业答辩。
四、课题设计（论文）参考文献；［1］袁任光.可编程控制器选用手册,北京：机械工业出版社,2002。
[2] 陈宇。
可编程控制器基础及编程技巧,广州：华南理工大学出版社，1999.［3] 马云峰、徐群岭.PLC的PID功能在恒压供水系统中的应用，潍坊:潍坊高等专科学校。
[4] FX—20MX可编程控制器操作手册及编程手册［5］ YASKAWA CIMRG7变频器用户手册、产品目录、编程手册[6］滑海穗、郎宏仁。
可编程控制全自动恒压供水系统,哈尔滨:哈尔滨市自来水公司.［7] 陈少波.带PID功能的变频器在恒压供水系统中的应用，广东：广东汕头大学机电系.[8］韩焱青.PLC控制变频调速恒压供水系统，武汉化工学院学报 2000年04期恒压供水系统的设计内容摘要:本文主要针对当前供水系统中存在的自动化程度不高、能耗严重、可靠性低的缺点加以研究，开发出一种新型的并在这三个方面都有所提高的PLC 控制的恒压供水系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
随着越来越多的场合正向自动化无人职守迈进，尤其在安全、监控等领域。
为了进一步降低成本，减少人力的投资，以及更集中、更方便的掌握现场情况，许多场合都采用了电子监控设备，如办公室，发电站，机场，海关等等领域。
而这些电子设备的设计无疑涉及到这些领域的安全性，这就对监控设备的成本，稳定性，以及性能三方面都提出了更高的要求。
本系统的研究背景主要是根据现有视频监控系统的不足，旨在降低系统的成本和提高系统的性能。
它采用了价格低廉的三星应用处理器S3C2410，并使用软件音、视频编解码器，能实现以250Kbps和350Kbps的编码位流速进行网络传输，并以160*128和320*240两种显示分辩率，可以进行良好的视频监控。
同时，它的一个最大的特点是可以在终端上进行录像，而不需要通过PC机，这样既适合低功耗的场合，又可以减少的系统的复杂性。
图像采集终端则采用性价比很高的USB型摄像头，在市场上很容易买到，同时，USB型摄像头具有很好的通用性，驱动程序丰富，可以减少代码的编写。
由于本系统使用标准的以太网进行传输，因此系统支持无限个终端进行级联，监控区域可以很轻易的进行扩大。
综上所述，本系统采用ARM９处理器，USB摄像头，标准以太网传输，实现了一个性能良好的视频监控系统。
关键词：嵌入式；Linux；ARM；CODEC；视频监控As more and more occasions no positive duty towards automation, especially in security, monitoring, and other fields. To further reduce costs and reduce manpower investment and more focused, more convenient to grasp the situation on many occasions used the electronic monitoring equipment, such as offices, power stations, airports, customs and so on the field. These electronic devices undoubtedly related to the design of these areas of security, which the monitoring equipment, the cost, stability and performance of all three areas a higher demand.The system of background are mainly based on existing video surveillance system inadequate, aimed at reducing the cost and improve system performance. It uses the low price of Samsung's application processor S3C2410, the use of software and audio and video codecs, to achieve 250 Kbps to 350 Kbps encoding and digital transmission network velocity, and 160 *128 and 320 * 240 two display resolution, Can be a good video surveillance. At the same time, one of its greatest feature is the terminal on the video, rather than through a PC, this is suitable for low power consumption of the occasion, can also reduce the complexity of the system.Image Collection Terminal is a high cost-effective use of the USB-based camera, in the market is readily available, at the same time, USB-based camera has a good GM, driver rich, can reduce the preparation of the code. Since this system uses standard Ethernet transmission, the system supports an unlimited number of terminal cascade, the region can easily monitor the conduct of expansion.In a word, this system uses ARM9 processor, USB camera, standard Ethernet transmission, to achieve a good performance of the video surveillance system.Keyword:Embedded;Linux;ARM;CODEC;Video Surveillance目录引言 (6)2绪论 (7)2.1课题研究的目的和意义 (7)3网络监控系统概述 (8)3.1系统简介 (8)3.2系统组成 (8)3.3系统框图 (8)4嵌入式系统简介 (10)4.1主流嵌入式操作系统的比较 (10)4.1.1Windows CE (10)4.1.2Linux (10)4.1.3VxWorks (11)4.1.4μC/OS (11)4.2常用的嵌入式处理器 (11)4.2.1ARM (11)4.2.2MIPS (12)4.2.3PowerPC (12)5 ARM处理器 (13)5.1ARM构架特点 (13)5.1.1ARM的特点 (13)5.1.2ARM的模式 (13)5.1.3ARM的状态 (13)5.1.4ARM寄存器映射 (13)5.1.5ARM寻址方式 (14)5.2现有主流ARM处理器 (15)5.2.1Samsung S3C2410 (15)5.2.2Atmel AT91RM9200 (16)5.2.3TI OMAP (17)5.2.4Intel Xscale (18)5.3S3C2410硬件设计要点 (19)5.3.1S3C2410电源设计 (20)5.3.2S3C2410 USB接口设计 (20)5.3.3S3C2410 网络接口电路设计 (20)6嵌入式Linux开发步骤 (22)6.1GNU GCC简介 (22)6.2开发环境的搭建 (22)6.2.1二进制文件的安装 (22)6.2.2源码文件的安装 (23)6.3Linux内核配置编译 (23)6.3.1内核配置 (23)6.4Linux内核构架详解 (25)6.4.1进程和内核模式 (26)6.4.2进程的实现 (27)6.4.3内核同步机制和临界区 (28)6.5Linux设备驱动层 (28)6.5.1设备驱动概述 (28)6.5.2设备驱动的分类 (28)6.5.3设备驱动重要的数据结构 (29)6.5.4Linux驱动程序设备号 (33)6.5.5OV511摄像头驱动 (33)6.5.6V4L视频标准 (34)6.6Linux文件系统 (35)6.6.1cramfs (35)6.6.2JFFS/JFFS2 (35)6.6.3ext2/ext3 (36)6.6.4ramdisk (36)6.7摄像头应用程序的编写 (37)7常用的视频编码格式 (40)7.1常用视频格式 (40)7.1.1A VI格式 (40)7.1.2ASF格式 (40)7.1.3RM(Real Media)格式 (41)7.1.4MPEG格式 (41)7.2ASF格式特点 (41)7.2.1可扩展的媒体类型 (41)7.2.2部件下载 (42)7.2.3可伸缩的媒体类型 (42)7.2.4多语言 (42)7.2.5目录信息 (42)7.3ASF格式结构 (42)7.3.1ASF 对象定义 (42)7.3.2高层文件结构 (43)7.3.3ASF头对象 (44)7.3.4ASF数据对象 (45)7.3.5ASF索引对象 (45)8 ffmpeg 视频CODEC库 (46)8.1ffmpeg简介 (46)8.2ffmpeg移植要点 (46)8.3fmpeg常用命令 (46)9 ffserver视频服务器 (51)9.1ffserver简介 (51)9.2ffserver移植要点 (51)9.3ffserver配置和使用详解 (51)10系统测试 (52)10.1ffmpeg测试 (52)10.1.1查看支持的格式 (52)10.1.2从视频文件中截图 (52)10.1.3用摄像头录像 (53)10.2ffserver测试 (54)10.2.1启动ffserver (54)10.2.2载入摄像头视频流 (55)10.2.3启动Windows Media Player进行远程监控 (55)10.3测试注意事项 (56)11总结 (58)谢辞 (59)参考文献 (60)现在国内的视频监控设备多数采用高成本的DSP处理器+网络传输和专用处理器+模拟传输两种方案，就目前的这两种方案而言，前者不但硬件成本高，而且由于DSP 的特性，多数无法运行多任务操作系统，以致系统软件的设计也变得很复杂，通常情况下要重新编写任务管理调度程序，同时还要进行图像采集端程序的设计以及图像编解码程序的设计，无疑，仅此三大类软件设计，其成本便可见高下，除此以外，整个系统的升级尤其是软件的升级造成了很大的阻碍，原因在于没有良好操作系统的支持，应用程序没能与操作系统进行良好的交互。
而后者同样也面临诸多问题，首先，专用处理器的优点是内置硬件编解码器，无疑，从性能方面来讲，这是一个优势，但同时也是它的劣势，因为内置硬件编解码器的专用处理器往往价格比普通应用处理器高出许出，虽然利用专用处理器能节省软件的开发周期，换而言之，也就降低了软件开发的成本，但高出的硬件投资，也就恰好抵消了软件的成本，最多也就实现用硬件来弥补软件的成本，而在软件升级方面则和方案一存在相同的问题，到最后，方案也未能比方案一有明显的优势。