變壓器智能保護(hù)系統(tǒng)人機(jī)交互模塊的軟硬件設(shè)計(jì)

時(shí)間：2022-11-25 09:42:27 開(kāi)題報(bào)告我要投稿

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1. 設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)與意義

隨著現(xiàn)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(tǒng)中應(yīng)用相當(dāng)普遍而又十分重要的電氣設(shè)備，它的主要作用有電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓等。在變壓器的運(yùn)行過(guò)程中有可能發(fā)生故障，從而出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)，產(chǎn)生較大的短路電流。這是非常危險(xiǎn)的，因?yàn)槎搪冯娏鳟a(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(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的后果。為了保證變壓器的安全運(yùn)行和防止事故擴(kuò)大，根據(jù)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(hù)裝置就顯得極為重要。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，這些專(zhuān)用的保護(hù)裝置越來(lái)越智能化，這其中的人機(jī)交互技術(shù)得到快速發(fā)展。

目前世界上許多國(guó)家的人機(jī)交互技術(shù)都在趨于成熟化，不過(guò)在我國(guó)有些偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)，那里的中小型變壓器的保護(hù)裝置還不是很完善，特別是不能及時(shí)準(zhǔn)確地向人反映運(yùn)行中的問(wèn)題，本設(shè)計(jì)就是基于這個(gè)問(wèn)題而提出的。本設(shè)計(jì)是通過(guò)計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)對(duì)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(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并通過(guò)人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)的對(duì)話(huà)，使人能隨時(shí)了解該變壓器的運(yùn)行情況，并且能利用人機(jī)交互界面給機(jī)器傳達(dá)一些指令，回答機(jī)器的問(wèn)題、請(qǐng)示等。這樣能更加高效地工作，提高用電質(zhì)量。

2. 國(guó)內(nèi)外同類(lèi)設(shè)計(jì)（或同類(lèi)研究）的概況綜述

隨著科技的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)引發(fā)國(guó)內(nèi)外關(guān)于“人機(jī)交互”的研究已經(jīng)有半個(gè)世紀(jì)的歷史。從最早的二進(jìn)制大型計(jì)算器到現(xiàn)在的虛擬現(xiàn)實(shí)，如今全世界的高科技領(lǐng)域精英們都在為人機(jī)交互的發(fā)展和前進(jìn)不屑努力，且已經(jīng)使人機(jī)交互走向了更廣闊的應(yīng)用空間。未來(lái)人機(jī)交互的的發(fā)展趨向于以人為本的自然和諧的交互。

人機(jī)交互，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是人類(lèi)與計(jì)算機(jī)交流互動(dòng)。兩者之間有這樣一個(gè)傳導(dǎo)鏈：通過(guò)人機(jī)接口技術(shù)，使人能夠與計(jì)算機(jī)發(fā)生聯(lián)系;而計(jì)算機(jī)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(jī)交互是通過(guò)命令語(yǔ)言進(jìn)行的，人機(jī)之間通過(guò)語(yǔ)言的輸入輸出功能完成交互。最初，人機(jī)交互的方式是采用手工操作輸入機(jī)器語(yǔ)言指令（二進(jìn)制機(jī)器代碼）控制計(jì)算機(jī)，這種形式很不符合人的習(xí)慣，既耗費(fèi)時(shí)間，又容易出錯(cuò)因，只有非常專(zhuān)業(yè)的人士才能做到運(yùn)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(shí)別、筆式交互、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成、數(shù)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(shí)別系統(tǒng)。在未來(lái)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，將更加強(qiáng)調(diào)“以人為本”、“自然和諧”的交互方式，一次為宗旨實(shí)現(xiàn)人機(jī)的高效合作，實(shí)現(xiàn)集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化。

變壓器智能保護(hù)中的人機(jī)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(tǒng)進(jìn)行對(duì)話(huà)，同時(shí)系統(tǒng)也可以通過(guò)顯示界面向人反應(yīng)機(jī)器運(yùn)行的狀況，相比于傳統(tǒng)的變壓器，擁有人機(jī)交互界面的變壓器提高了工作效率和質(zhì)量。擁有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的變壓器可以更好更快的運(yùn)行，人們可以通過(guò)人機(jī)對(duì)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(jī)交互界面預(yù)測(cè)將來(lái)的運(yùn)行狀況，可以降低故障率，大大提高了我國(guó)電力系統(tǒng)在偏遠(yuǎn)落后地區(qū)建立運(yùn)行的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 董士海 , 王衡. 人機(jī)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(jī)交互技術(shù)原理與應(yīng)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(xiàn)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•納斯著盧大川等譯. 媒體等同（M）.上海：復(fù)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(jī)交互設(shè)計(jì)與評(píng)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(yīng)用電力設(shè)備，2005（6）:1

[10] 馮威，粟梅. 基于C8051F041的電力變壓器非電量智能測(cè)控保護(hù)裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 國(guó)外電子元器件, 2007, (6): 7-10

3. 課題設(shè)計(jì)（或研究）的內(nèi)容

變壓器智能保護(hù)系統(tǒng)需要人機(jī)交互。使用了微型計(jì)算機(jī)最常用的輸入設(shè)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(jī)輸入校表指令和故障查詢(xún)指令，以實(shí)現(xiàn)校表和獲得所需故障信息。

一般單片機(jī)系統(tǒng)采用非編碼鍵盤(pán)。非編碼鍵盤(pán)是由軟件來(lái)識(shí)別鍵盤(pán)上的閉合鍵，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用靈活等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)。

在鍵盤(pán)輸入模塊，采用由若干機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵構(gòu)成開(kāi)關(guān)矩陣鍵盤(pán)。硬件電路一共設(shè)計(jì)了2×3 六個(gè)數(shù)字的輸入形式，并將其和AT89S51單片機(jī)的引腳直接相連接。設(shè)計(jì)的這1~6個(gè)數(shù)字按鍵的功能分別是：功能鍵（S1）、加1鍵(S2)、減1鍵(S3)、確認(rèn)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(shè)計(jì)（或研究）方法（方案）

1.查閱有關(guān)人機(jī)交互各種資料，熟悉人機(jī)交互的原理及應(yīng)用。 2.設(shè)計(jì)變壓器智能保護(hù)系統(tǒng)鍵盤(pán)輸入模塊在Proteus仿真，采用Keil完成對(duì)系統(tǒng)軟件的編制與調(diào)試，通過(guò)Proteus與Keil對(duì)搭建的虛擬系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合仿真，實(shí)現(xiàn)了脫離實(shí)物電路的軟硬件仿真與調(diào)試。

3.將自己設(shè)計(jì)的模塊與同伴設(shè)計(jì)的模塊結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)此過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行完善修改，再實(shí)驗(yàn)。

5. 實(shí)施計(jì)劃

4周：查閱各種資料，深入了解設(shè)計(jì)內(nèi)容，初步了解人機(jī)交互的相關(guān)內(nèi)容。

5周做出開(kāi)題報(bào)告，準(zhǔn)備開(kāi)題報(bào)告的演講。

6~12周學(xué)習(xí)ProtelDXP軟件以及人機(jī)交互模塊的鍵盤(pán)輸入的硬件設(shè)計(jì)，還有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)。

13~15周撰寫(xiě)論文。

17周答辯準(zhǔn)備和進(jìn)行答辯。

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