摘 要

随着社会经济的发展，管道运输在物资运输中所占的比例越来越大，保障管道运输正常运行的管道监测技术也得到了广泛的关注与发展。本文使用嵌入式与Java Web网络开发相关技术，设计了野外管道监测系统，实现了信息采集与GPRS数据传输以及web端数据显示功能。

论文中主要是以STM32F103作为野外管道监测系统的硬件数据采集主控制器，开发了数据采集程序与web服务器。其中数据采集部分实现温度数据采集、湿度数据采集和GPRS数据传送功能，web服务器实现信息接收与信息显示功能。

研究结果表明，论文设计的野外管道监测系统可以实现管道物理状态数据的实时上传以及在web网页端的显示。

本文的特色在于使用了STM32F103作为管道物理状态数据采集部分的主控制器，并通过GPRS模块传输数据实现温度、湿度等数据的实时远程传输，并在web页面上面显示这些数据。

关键词：管道监测；STM32单片机；GPRS；信息显示；

Abstract

With the development of social economy, the proportion of pipeline transportation in the material transportation is more and more large, the pipeline monitoring technology to ensure the normal operation of pipeline transportation has been widely concerned and developed. In this paper, the development of embedded and Web Java network technology, the design of the field pipeline monitoring system, to achieve the information collection and GPRS data transmission and web data display function.

In this paper, STM32F103 is used as the main controller of the hardware data acquisition of the field pipeline monitoring system. The data acquisition program and the web server are developed. The data acquisition part of the realization of temperature data acquisition, humidity data acquisition and GPRS data transfer function, web server to achieve information reception and information display function.

The results show that the design of the field pipeline monitoring system can achieve real-time data of the physical state of the pipeline upload and display in the web web page.

In this paper, the characteristics is used STM32F103 as pipeline physical state data acquisition part of the main controller and transmit data through the GPRS module to achieve real-time remote transmission of data such as temperature, humidity, and display these data in the web page.

Key Words: Pipeline transportation；STM32 MCU；GPRS；information display

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究目的和意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 本文研究内容 2

1.4 论文的组织结构 3

1.5 本章小结 4

第2章 野外管道监测系统设计 5

2.1 技术方案 5

2.2.1野外管道监测系统主控制器方案 5

2.2.2数据传输模块选择 7

2.3 软件设计 9

2.4 本章小结 10

第3章 数据收集前端设计 11

3.1 GPRS通信模块 11

3.1.1 硬件原理 11

3.1.2 温度传感器 13

3.2 软件设计 14

3.3本章小结 15

第4章 服务器网站设计 16

4.1 网站架构 16

4.1.1 数据接收 16

4.1.2 服务器 17

4.1.3 数据库 17

4.2 网站程序设计 18

4.2.1 前台页面开发 18

4.2.2 网络连接通信 19

4.3 本章小结 20

第5章 系统测试 21

5.1 GPRS发送测试 21

5.2 服务器网站测试 22

5.3 本章小结 23

第6章 结论与展望 24

6.1 结论 24

6.2 展望 24

参考文献 25

致谢 26

第1章 绪论

1.1 研究目的和意义

管道运输（Pipeline transport）是用管道来运输液体和气体货物的一种长距离运输方式，具有运输量大、受气候条件影响小、可连续作业和成本较低等优点。管道运输在我国经过近年来的发展也已成为继铁路、公路、水路、航空运输之后的第五大运输行业^[2]。由于管道运输中的管道大多铺设在野外环境中，远离人烟，使得管道运营商对于管道的运营维护和故障维修十分困难，如果能够清楚准确的知道故障发生位置甚至能够提前预测到可能出现故障的位置都将大大降低野外管道的运营维护成本以及人力财力的损失，并减少由于管道故障输送物泄露导致的环境污染。

目前在野外管道监测领域中已经有一些方法，大致可以分为两种类型：人力监测法、仪器监测法。人力主要就是依靠人力巡逻的方式进行，但是监测耗时长，监测区域存在漏洞，受天气等气候条件影响大。仪器监测法则是利用安装各种专业的监测仪器进行监测，精度高，效果好，但存在成本高昂，维修不易和容易出故障的特点。

由于目前的管道监测方式都存在一些问题，不能很好的满足当前管道监测的需要。而随着近年来电子技术与半导体行业的发展，出现了一些物联网应用很好的解决了一些类似的问题。本文针对这种情况设计了基于嵌入式和web技术的野外管道监测系统，通过在管道上放置温度传感器，湿度传感器，压力传感器等相关的元器件对其状态进行监控，并通过GPRS模块将实时数据发送至后台网站，使得管理人员可以远程的监控管道的运输状况。

本文设计的系统中采用了STM32^[1]芯片作为硬件部分主控制器，主要包括了传感器模块、GPRS传输模块，另外设计完成了java web网站作为信息的显示查询服务器。传感器模块主要负责搜集温度、湿度、压强等物理信息，然后通过GPRS传输模块与web服务器建立连接，将这些数据发送到web服务器存储起来，并在服务器网站页面显示这些信息。