无线电管监测站寒假实习报告

无线电管监测站寒假实习报告（共3篇）

篇1：无线电管监测站寒假实习报告

无线电管监测站寒假实习报告

参加社会实习是每一个学生必须拥有的一段经历，它能使我们在实践中了解社会，让我们学到更多在课堂上根本就学不到的知识,也打开了视野，增长了见识，为我们以后进一步走向社会打下坚实的基础。今年2月初我有幸来到上海市无线电检测站实习，这是我进入大学以来的第一个假期实习。

无线电监测是《中华人民共和国无线电管理条例》赋予无线电监测部门的一项重要任务之一，为建立和维护国家核准的发射机数据库、建立和维护国家频谱占用情况数据库进行电磁环境测试；为合理、有效的.指配频率提供技术依据。无线电监测的范围包括无线电业务和工、科、医，所监测的频段应包括已使用和开发的各频段。上海市无线电监测站为国家事业单位，承担着上海市无线电监测和无线电发射设备检测等日常工作。其主要职能是：

（一）监测全市无线电台（站）发射特性。

（二）查找无线电有害干扰源。

（三）测定无线电发射设备的主要技术指标

（四）检测工业、科学、医疗等非无线电设备的无线电波辐射；

（五）国家无线电管理机构、上海市无线电管理机构规定的其他职责。

我这次实习的主要内容是：协助监测站办公室相关成员完成“上海奥足赛” 保障、08年上海F1赛事保障、08年上海国家司法考试上海考区联防保障等总结材料的整理归档；参与了无线电监测站开展“深入学习实践科学发展观”主题活动的有关会务工作，如会议资料打印、装订、会场布置；还有幸随移动监测车参与监测工作，从中了解到无线电监测部门采用先进的技术手段和设施，对无线电发射的基本参数，如频率、频率误差、射频电台、发射带宽等指标系统地进行测量，对信号进行监听，对发射标识识别确定,对频段利用率和频道占用度进行统计，对信号使用情况进行分析，以便全面掌握电磁环境，查找非法电台和违章电台，通过对干扰源测向定位排除干扰等一些基础知识。

此次社会实践，真正地填补了我在课堂上所没能学到的空白，增长了我的社会实践经验，也是我人生中的一笔财富。

篇2：无线电管监测站寒假实习报告

关键词：无线通信;湿温度监测;单片机;串口通信;VC

1 引 言

随着经济发展，各行各业需要监测湿温度的场合越来越多。现有的湿温度监测系统多是采用有线传输，不仅要敷设大量的电缆，而且电源线，控制线，信号线混在一起，可能会出现相互之间的干扰。尤其是当监测点过多时，布线复杂，有线传输的问题会更严重。因此需要建立一套稳定可靠，管理科学，高效率的湿温度监测系统。本文介绍的无线湿温度监测系统，改进和克服了有线的上述缺点。改变温湿度测量点位置和增加或减少测量点数目都非常方便。

2 方案设计

2.1 系统框图

整个系统可由多个无线传感器节点和一个中心节点组成。其中，无线传感器节点分布在需要测量的现场,由湿度传感器和温度传感器完成对周围环境湿温度数据采集，送至单片机进行处理并在液晶模块显示，然后通过无线发射模块将数据发送出去。监测中心节点负责接收传感器节点的数据，由单片机处理后通过RS-232 串口传至PC 端，进行图像的绘制，数据的处理和储存。当湿温度超过预设阀值时，中心节点处蜂鸣器进行报警提示。

2.2 技术指标

温度测试范围：-55- +125 ℃ 测试精度：0.5 ℃湿度测试范围：10%-100%RH 测试精度：1%RH无线传输范围：开阔地80m 左右。

3 系统组成模块

3.1 无线发射接收模块

系统通过无线收发模块传输现场采集的数据，系统所处环境较恶劣，对数据传输的可靠性要求较高。综合考虑以上因素，采用以nRF2401AG 为核心芯片的无线数传模块。nRF2401AG 是单片无线收发一体的芯片。模块工作电压为2.7~3.6V，内置天线;采用全球开放2.4GHz ISM 频段，免许可证使用;采用高效GMSK 调制最高传输速率达到1Mbit/s，抗干扰能力强;有125 个频道，可满足多频及跳频需要;内置硬件CRC 检错，支持点对多点通信地址控制。

模块可以通过软件设置地址，只有收到本机地址时才会输出数据，可直接连接各种MCU，软件编程非常方便。nRF2401AG 可通过软件设置40 bit 的地址，适合点对多点的数据传输;CRC 纠检错硬件电路和协议，提高了系统的可靠性，且不再需要用软件对传输数据进行差错控制编码，简化了软件编程。PTR4000PA 是PTR4000 的功率加强型产品，传输距离更远(开阔地约300-400m，室内约 50-100m)。nRF2401AG 最突出的特点是具有一种ShockBurstTM Mode(突发模式)的通信模式。ShockBurst Mode 使用芯片内部的先入先出堆栈区，数据可以从低速微控制器送入，高速(1 Mb/s)发射出去，字头和校验码由硬件自动添加和去除。其优点是功耗低，抗干扰能力强。

3.2 温度测量模块

温度传感器采用采用 Dallas 公司的单总线数字温度传感器 DS18B20，芯片内部集成了温度传感器和模数转换器。其测温范围为-55-+125℃，测量的温度值可编程为9、10、11 和12 位数字表示，相应温度分辨力分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃ 和 0.0625℃。用户可设定温度超标报警的上、下限值。

DS18B20 为一线通信接口，必须先完成ROM 设定，否则记忆和控制功能将无法使用。主要首先提供以下命令之一：1)读ROM，2)ROM匹配，3)搜索ROM，4)跳过ROM，5)报警检查。这些指令操作作用在没有一个器件的64 位光刻ROM 序列号，可以在挂在一线上多个器件选定某一个器件，同时总线也可以知道总线上挂有多少，什么样的设备。

3.3 湿度测量模块

湿度传感器采用HS1101。HS1101 是HUMIREL 公司生产的变容式相对湿度传感器，采用独特的工艺设计。

HS1101 测量湿度采用将HS1101 置于555 振荡电路中，将电容值的变化砖换成电压频率信号，可以直接被微处理器采集。

555 芯片外接电阻R57，R58 与HS1101，构成对HS1101 的充电回路。7 端通过芯片内部的晶体管对地短路实现对HS1101 的放电回路，并将引脚2，6 端相连引入到片内比较器，构成一个多谐波振荡器，其中，R57 相对于R58 必须非常的小，但决不能低于一个最小值。R51 是防止短路的保护电阻。

HS1101 作为一个变化的电容器，连接2 和6 引脚。引脚作为R57 的短路引脚。HS1101 的等效电容通过R57 和R58 充电达到上限电压(近似于0.67 VCC，时间记为T1)，这时555 的引脚3 由高电平变为低电平，然后通过R58 开始放电，由于R57 被7 引脚内部短路接地，所以只放电到触发界线(近似于0.33 VCC，时间记为T2)，这时555 芯片的引脚3 变为高电平。通过不同的两个电阻R19， R20进行传感器的不停充放电，产生方波输出。

由此可以看出，空气相对湿度与555 芯片输出频率存在一定线性关系。给出典型频率湿度关系(参考点：25℃，相对湿度：55%，输出频率：6.208k Hz)。可以通过微处理器采集555 芯片的频率，然后查表即可得出相对湿度值。为了更好提高测量精度，也可采用下位机负责采集频率，将频率值送入上位机进行分段处理的方法。

4 PC 机与数据处理

篇3：无线电管监测站寒假实习报告

首钢京唐钢铁联合有限责任公司(以下简称首钢京唐)5 500 m3高炉是国内首座实现1 300 ℃以上风温的高炉, 1 300 ℃的高风温的实现大幅降低了焦比,而且高炉各项技术经济指标均得到稳步提高,已成为5 500 m3高炉高效、经济和稳定运行的重要保障。但是目前国内高炉对热风系统管系缺乏有效的监测手段,普遍采用人工巡检,因此无法及时全面地掌握整个送风管系的运行情况,国内高炉就发生过热风管道严重变形、热风突出,甚至断裂、坠落的严重事故,造成了重大经济损失和人员伤亡。

为了避免因热风系统管系安全问题造成的高炉风温波动和非计划停风,减少安全事故,采用自动化监测手段对高炉热风系统关键部位的位移变形和温度等运行参数进行实时有效的监测已迫在眉睫。由于高炉热风系统管系布置复杂、区域广大、环境恶劣,综合布线十分困难,因此不宜采用传统的有线传感监测系统。首钢京唐5 500 m3高炉采用工业无线传感器网络(WSN)[1]覆盖整个监测区域,对管系位移变形进行无线位移变形监测,取得了良好的监测效果。

1 系统构建

无线位移监测系统是传感技术和无线通信技术的结合,是由大量集成传感器节点采用自组织方式构成的无线传感器网络,具有传感器节点密度高、网络拓扑变化频繁和节点功率低等特点,在工业监控领域有着广泛的应用前景[2]。无线监测系统中常见的网络有GSM,GPRS,Zigbee,Bluetooth等,其中Zigbee网络在网络容量、功率、时延和成本等方面具有相当优势,被业内认为是比较适合在工控场合应用的无线技术[3]。首钢京唐采用的就是基于Zigbee网络的高炉热风管系无线位移监测系统。

高炉热风管系无线位移监测系统由无线位移传感器、无线中继器、无线数据采集器和上位机及监测软件组成,如图1所示。

监测系统的网络频率选择ISM公用频段作为收发频段,采用动态时隙定时触发唤醒突发模式工作,杜绝本系统内部的信息冲突,使每个数据终端的活动周期占空比达到最小,进一步减小了无线传感器数据终端的功率消耗。

无线位移传感器采用高性能电阻式位移传感器测量热风管系中波纹补偿器的轴向位移变形量,同时对电池电压参数进行监测,监测数据通过内部集成的无线Zigbee网络的收发模块发送到无线中继器中,同时也能够接收无线中继器转发的命令信息。

无线中继器用于无线传感器信息的空间双向传输。由于无线位移传感器布置离散性较大,距上位机也较远,因此为保证网络的稳定性,每个无线中继器均管理一组位置相近的无线传感器。由于热风炉区域距中控室不足150 m,且中间无障碍物,因此根据网络调试情况,35个监测点的无线传感器仅采用了4个中继器,即可保证网络的稳定可靠。

无线数据采集器完成对整个无线传感器网络的拓扑结构安排、无线终端和中继器地址的确认分配和信道划分以及无线传感器数据的最终采集,并将数据信息传入上位机,是无线和有线的接口。

无线位移传感器和无线中继器均采用电池供电,无线传感器采集周期可人工设定(默认60 s),属于间歇工作,而中继器需连续工作,因此中继器选择200 Ah的大容量电池供电。无线数据采集器与上位机为有线通信,采用电源供电。

上位机对整个系统的数据信息进行存储、记录、处理、分析、报警输出、显示和查询等,是整个无线位移监测系统的目的终端。通过监测软件可实时显示监测数据、各种曲线、报警信息和系统电池电压状态等。

2 应用及分析

首钢京唐2#高炉(5 500 m3)于2010年6月26日开炉前安装了高炉热风管系无线位移监测系统,无线位移传感器的分布如图2中主界面所示,其中,在高炉炉体29 m和47 m的两个平台处各安装两个,用于测量高炉开炉期间炉体的垂直位移(见图2高炉炉身上下的4个数据窗);在高炉4个上升管波纹补偿器处各安装1个,用于测量上升管的轴向相对位移(见图2上升管膨胀量数据窗);热风总管每个波纹补偿器圆周上均匀安装3个或2个,共计22个,用于测量热风总管波纹补偿器轴向伸缩相对位移(见图2中热风总管上1～9号波纹补偿器数据窗);热风支管各1个,共4个,用于测量热风炉支管垂直绝对位移(见图2中10～13号波纹补偿器数据窗)。 位移传感器用螺栓固定在基板一侧,传感器的测量探头紧靠在基板另一侧,基板焊接在管道表面上,这样可有效防止传感器脱落,同时传感器距管道有一定距离,可避免管道表面高温对传感器工作产生影响。

随着高炉冶炼的强化,至2010年8月25日为止2#高炉风温达1 312 ℃,风量达8 700 m3/min,已接近高炉正常生产所用风温、风量的最大值,此时热风管系各部位波纹补偿器的伸缩变形也接近正常生产时最大值。高炉热风管系无线位移监测系统主界面(参见图2)可显示出热风管系各部位开炉至今位移变化量,其中正值表示压缩量,负值表示拉伸量(单位mm)。

下面分别对高炉热风管系无线监测系统应用后检测到的高炉炉体垂直位移、高炉上升管轴向相对位移、热风炉总管波纹补偿器轴向相对位移、热风炉支管垂直绝对位移进行分析。

(1)高炉炉体垂直位移。

图3所示为炉体垂直位移曲线,图中上面两条曲线为47 m平台高炉东西直径方向两测点曲线,可以看出开炉初期炉体膨胀位移较大,且不一致,西面的为15 mm,最大19 mm,东面的为8 mm,最大11 mm,而开炉后两点膨胀位移基本保持稳定,变化量在4 mm以内,这说明开炉前的烘炉已使炉壳产生了初步膨胀,生产中炉壳基本稳定;图中下面两条曲线为29 m平台东西两测点曲线,表明炉体膨胀位移均为2 mm,基本保持不变。

1,3—东向;2,4—西向

(2)高炉上升管轴向相对位移。

图4所示为高炉4个上升管轴向相对位移曲线,图中4个上升管开炉以来伸缩变形基本保持一致,特别是西南、东南膨胀位移几乎一致。东北上升管最大膨胀量为21 mm,西北最大量为13 mm,西南最大量为20 mm,东南最大量为21 mm。曲线表明高炉上升管伸缩同步,处于十分稳定的工作状态。

(3)热风总管波纹补偿器轴向相对位移。

热风总管波纹补偿器轴向相对位移基本在30 mm以内,只有热风竖管末端处由于只有单向的约束力因而变形量较大,分别达到60,55,59 mm。由于传感器测量的是轴向位移,因此在同一管段的波纹补偿器都表现出显著的伸缩一致的特性。在历史曲线上反映出来的是一致性和对称性两种曲线。 图5(a)为同一波纹补偿器圆周上均匀安装的3个位移传感器的测量结果,可见此波纹补偿器的圆周同时伸缩,且伸缩量相同,图中出现大的波动是显示当天高炉检修过程中,从停风开始到恢复送风,波纹补偿器动态拉伸和压缩的过程。图5(b)为两个相邻波纹补偿器安装在同一位置上的两个位移传感器的测量结果,可见此段热风总管上两个相邻波纹补偿器一个拉伸一个压缩,变化完全对称。两种曲线的均匀一致性表明热风总管及波纹补偿器处于良好的动态伸缩状态。

1—西南;2—东北;3—西北;4—东南

(4)热风炉支管垂直绝对位移。

热风炉支管的垂直位移曲线可以反映热风炉支管在燃烧、送风期间炉体的垂直绝对位移。其中1号热风炉支管绝对膨胀范围在5～9 mm之间,2号支管在7～11 mm之间,3号支管在4～8 mm之间,4号支管在4～9 mm之间。图6所示分别为2号和3号热风炉支管垂直绝对位移曲线,脉冲状曲线的波峰和波谷分别表示热风炉在燃烧和送风期的膨胀变化,曲线数值变小代表膨胀,数值变大代表收缩,其中波峰的上升沿代表热风炉正在进行送风-燃烧的过程,炉体收缩,在燃烧期随着蓄热室热量不断增加,热风炉炉体膨胀,直至燃烧结束;波峰下降沿代表热风炉正在进行燃烧-送风的过程,送风后随着冷风不断带走蓄热室的热量,热风炉炉体不断收缩,直至送风结束。

3 总结

热风管系无线位移监测系统安装运行以来,操作人员可直观地判断热风管系的运行情况,获得了良好的监测效果。同时该系统对管系内外部工况变化反应十分灵敏,在高炉加减风和外界天气变化(如降水、降温)时都能及时监测出管系的伸缩变形情况。如2010年7月6日高炉计划检修,6:35高炉开始停风,7:35停风,期间曲线骤升(见图5(a)),真实地反映出热风总管在停风过程中波纹补偿器的动态拉伸过程,高炉17:00检修结束,开始送风并逐步恢复风量,曲线又陡降,反映出在送风过程中总管波纹补偿器压缩情况。

首钢京唐高炉热风管系无线位移监测系统实现了对送风设备变形的无线监测,获得了高炉生产中热风管系的运行参数,为设备部门分析送风设备的运行情况、制定合理的检修方案提供客观依据,避免了人工巡检存在盲区、过于依靠主观判断的不足,是一种新型的高炉设备安全监测手段,具有较高的应用和推广价值。另外随着无线传感器网络的不断完善,以及高炉生产对监测参数的多样性需求,相信无线监测技术在高炉生产监控中将会有更好的应用前景。

参考文献

[1]夏少波,许娥.无线传感器网络WSN探究[J].通信技术,2010,43(8):18-20.XIA Shao-bo,XU E.Discussion on wireless sensor net-work[J].Communications Technology,2010,43(8):18-20.

[2]任丰原,黄海宁,林闯.无线传感器网络[J].软件学报,2003,14(7):107-111.REN Feng-yuan,HUANG Hai-ning,LIN Chuang.Wirelesssensor networks[J].Journal of Software,2003,14(7):107-111.