- 相關(guān)推薦
變壓器智能保護系統人機交互模塊的軟硬件設計
yjbys小編為您提供一篇關(guān)于變壓器智能保護系統人機交互模塊的軟硬件設計的畢業(yè)論文開(kāi)題報告，歡迎參考！
1. 設計（或研究）的依據與意義
隨著(zhù)現代社會(huì )的高速發(fā)展，電力在社會(huì )生活中的作用也越來(lái)越重要，其中變壓器是電力系統中應用相當普遍而又十分重要的電氣設備，它的主要作用有電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓等。在變壓器的運行過(guò)程中有可能發(fā)生故障，從而出現不正常工作狀態(tài)，產(chǎn)生較大的短路電流。這是非常危險的，因為短路電流產(chǎn)生的熱量不僅會(huì )燒壞繞組，破壞繞組絕緣，還可能使變壓器油受熱而產(chǎn)生大量氣體，引起變壓器油箱爆炸。一旦發(fā)生故障，將給電力系統的正常運行帶來(lái)嚴重的后果。為了保證變壓器的安全運行和防止事故擴大，根據變壓器的容量大小及其重要程度選擇安裝靈敏、快速、可靠性高的各種專(zhuān)用保護裝置就顯得極為重要。隨著(zhù)技術(shù)的不斷創(chuàng )新和發(fā)展，這些專(zhuān)用的保護裝置越來(lái)越智能化，這其中的人機交互技術(shù)得到快速發(fā)展。
目前世界上許多國家的人機交互技術(shù)都在趨于成熟化，不過(guò)在我國有些偏遠的農村地區，那里的中小型變壓器的保護裝置還不是很完善，特別是不能及時(shí)準確地向人反映運行中的問(wèn)題，本設計就是基于這個(gè)問(wèn)題而提出的。本設計是通過(guò)計算機智能系統對工作電流、工作電壓和變壓器油溫這三個(gè)決定變壓器是否正常運行的參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，并通過(guò)人機交互界面實(shí)現人與計算機的對話(huà)，使人能隨時(shí)了解該變壓器的運行情況，并且能利用人機交互界面給機器傳達一些指令，回答機器的問(wèn)題、請示等。這樣能更加高效地工作，提高用電質(zhì)量。
2. 國內外同類(lèi)設計（或同類(lèi)研究）的概況綜述
隨著(zhù)科技的不斷發(fā)展，計算機的出現引發(fā)國內外關(guān)于“人機交互”的研究已經(jīng)有半個(gè)世紀的歷史。從最早的二進(jìn)制大型計算器到現在的虛擬現實(shí)，如今全世界的高科技領(lǐng)域精英們都在為人機交互的發(fā)展和前進(jìn)不屑努力，且已經(jīng)使人機交互走向了更廣闊的應用空間。未來(lái)人機交互的的發(fā)展趨向于以人為本的自然和諧的交互。
人機交互，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是人類(lèi)與計算機交流互動(dòng)。兩者之間有這樣一個(gè)傳導鏈：通過(guò)人機接口技術(shù)，使人能夠與計算機發(fā)生聯(lián)系;而計算機則通過(guò)一種界面，使人能了解聯(lián)系后的效果。早期的人機交互是通過(guò)命令語(yǔ)言進(jìn)行的，人機之間通過(guò)語(yǔ)言的輸入輸出功能完成交互。最初，人機交互的方式是采用手工操作輸入機器語(yǔ)言指令（二進(jìn)制機器代碼）控制計算機，這種形式很不符合人的習慣，既耗費時(shí)間，又容易出錯因，只有非常專(zhuān)業(yè)的人士才能做到運用自如。目前，人類(lèi)常用的自然交互方式是語(yǔ)音和筆的交互技術(shù)，包括手寫(xiě)識別、筆式交互、語(yǔ)音識別 、語(yǔ)音合成、數字墨水等的研究，發(fā)展已經(jīng)有了很大的成果。如中科院自動(dòng)化研究所開(kāi)發(fā)的“漢王筆”手寫(xiě)漢字識別系統。在未來(lái)的計算機系統中，將更加強調“以人為本”、“自然和諧”的交互方式，一次為宗旨實(shí)現人機的高效合作，實(shí)現集成化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化和標準化。
變壓器智能保護中的人機交互模塊采用的是按鍵輸入模式來(lái)與變壓器的控制系統進(jìn)行對話(huà)，同時(shí)系統也可以通過(guò)顯示界面向人反應機器運行的狀況，相比于傳統的變壓器，擁有人機交互界面的變壓器提高了工作效率和質(zhì)量。擁有計算機控制系統的變壓器可以更好更快的運行，人們可以通過(guò)人機對話(huà)來(lái)提高供配電的質(zhì)量，另外，人們還可以利用這個(gè)人機交互界面預測將來(lái)的運行狀況，可以降低故障率，大大提高了我國電力系統在偏遠落后地區建立運行的質(zhì)量。
參考文獻
[1] 董士海 , 王衡. 人機交互 [M]. 北京:北京大學(xué)出版社，2004:5-6.
[2] 孟祥旭 , 李學(xué)慶. 人機交互技術(shù)原理與應用 [M]. 北京:清華大學(xué)出版社，2004：1.
[3] 胡壽松. 自動(dòng)控制原理（第五版）[M]. 北京:科學(xué)出版社, 2007:30-60.
[4] (美)尾形克彥. 現代控制工程(第四版)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社, 2007: 360-380.
[5] Su Lian-Cheng, Zhu Feng. Design of a novel omnidirectional stereo vision system[J]. Acta Automatica Sinica, 2006, 32(1): 67-72.
[6]（美）巴倫•李維斯，克利夫•納斯著(zhù) 盧大川等譯. 媒體等同（M）.上海：復旦大學(xué)出版社.2001.p213.
[7]（美）Nathan Shedroff.Experience Design（M）.Indiana:New Riders Publishing.2001.
[8] 劉偉 , 袁修干. 人機交互設計與評價(jià) [M]. 北京:科學(xué)出版社，2008：1-2.
[9] 肖承仟 ，曾定文 ，曹飛飛 智能型配電變壓器技術(shù)及其應用電力設備，2005（6）:1
[10] 馮威，粟梅. 基于C8051F041的電力變壓器非電量智能測控保護裝置系統的設計[J]. 國外電子元器件, 2007, (6): 7-10
3. 課題設計（或研究）的內容
變壓器智能保護系統需要人機交互。使用了微型計算機最常用的輸入設備，即鍵盤(pán)輸入電路。操作人員可以通過(guò)鍵盤(pán)向主控制單片機輸入校表指令和故障查詢(xún)指令，以實(shí)現校表和獲得所需故障信息。
一般單片機系統采用非編碼鍵盤(pán)。非編碼鍵盤(pán)是由軟件來(lái)識別鍵盤(pán)上的閉合鍵，具有結構簡(jiǎn)單、使用靈活等特點(diǎn)，因此被廣泛應用于單片機系統。
在鍵盤(pán)輸入模塊，采用由若干機械觸點(diǎn)式按鍵構成開(kāi)關(guān)矩陣鍵盤(pán)。硬件電路一共設計了2×3 六個(gè)數字的輸入形式，并將其和AT89S51單片機的引腳直接相連接。設計的這1~6個(gè)數字按鍵的功能分別是：功能鍵（S1）、加1鍵(S2)、減1鍵(S3)、確認鍵(S4)、切閘鍵(S5)和合閘鍵(S6)。該鍵盤(pán)輸入模塊電路圖如圖2-18所示：
4. 設計（或研究）方法（方案）
1.查閱有關(guān)人機交互各種資料，熟悉人機交互的原理及應用。 2.設計變壓器智能保護系統鍵盤(pán)輸入模塊在Proteus仿真，采用Keil完成對系統軟件的編制與調試，通過(guò)Proteus與Keil對搭建的虛擬系統進(jìn)行聯(lián)合仿真，實(shí)現了脫離實(shí)物電路的軟硬件仿真與調試。
3.將自己設計的模塊與同伴設計的模塊結合起來(lái)，進(jìn)行實(shí)驗，對此過(guò)程中出現的問(wèn)題進(jìn)行完善修改，再實(shí)驗。
5. 實(shí)施計劃
4周：查閱各種資料，深入了解設計內容，初步了解人機交互的相關(guān)內容。
5周做出開(kāi)題報告，準備開(kāi)題報告的演講。
6~12周學(xué)習ProtelDXP軟件以及人機交互模塊的鍵盤(pán)輸入的硬件設計，還有相應的驅動(dòng)軟件設計。
13~15周撰寫(xiě)論文。
17周 答辯準備和進(jìn)行答辯。
【變壓器智能保護系統人機交互模塊的軟硬件設計】相關(guān)文章：
智能光模塊通信系統設計11-22
智能型繼電保護測試系統下位機的設計03-07
基于DSP的智能座椅系統的設計03-07
圖形LCD模塊的菜單方式人機交互界面03-19
汽車(chē)換檔智能輔助決策系統的設計03-18
基于PLD的嵌入式系統外存模塊設計03-18
軌道交通監控系統聯(lián)動(dòng)模塊設計論文11-20
智能家居控制系統的設計與實(shí)現03-18