變電站監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2_第1頁(yè)
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1、變電站監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)20101120南京工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程名稱(chēng)變電站監(jiān)控技術(shù)院(系、部、中心)電力工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)監(jiān)才$071起止日期2010.12.272010.12.31指導(dǎo)教師徐懂理張惠剛、/、一刖百變電站監(jiān)控技術(shù)課程是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)電網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)方向的一門(mén)主干專(zhuān)業(yè)課。變電站監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用課程所學(xué)的理論知識(shí),通過(guò)實(shí)踐進(jìn)一步加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。在課程設(shè)計(jì)中,學(xué)生通過(guò)方案設(shè)計(jì)、硬件選擇與接線調(diào)試,可獲得計(jì)算機(jī)硬件、軟件設(shè)計(jì)及其協(xié)調(diào)的基本訓(xùn)練。通過(guò)結(jié)合專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)計(jì),為畢業(yè)后的實(shí)際工作打

2、下一定的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)不僅可培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,也可使學(xué)生逐步樹(shù)立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。電網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)主要涉及廠站系統(tǒng)、主站系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)等部分。變電站所處的廠站系統(tǒng)以采集數(shù)據(jù)、執(zhí)行命令和數(shù)據(jù)通信為主。本課程設(shè)計(jì)是遠(yuǎn)動(dòng)裝置的微機(jī)模擬。課題以遠(yuǎn)動(dòng)信息的產(chǎn)生、采集及數(shù)據(jù)發(fā)送為主。因此,要求學(xué)生應(yīng)已學(xué)完遠(yuǎn)動(dòng)裝置的主要內(nèi)容,同時(shí),微機(jī)原理及接口技術(shù)是進(jìn)行本課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。本課程設(shè)計(jì)的硬件環(huán)境包括一臺(tái)PC機(jī)及實(shí)驗(yàn)儀STARES868吩真模塊。變電站監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)是為配合變電站接口技術(shù)課程為期一周的課程設(shè)計(jì)編寫(xiě)的。本任務(wù)書(shū)在給出設(shè)計(jì)任務(wù)、實(shí)現(xiàn)原理的同時(shí),為與工程實(shí)際相結(jié)合,介紹

3、了遠(yuǎn)動(dòng)裝置的功能及其技術(shù)指標(biāo),為了把學(xué)生的精力集中于畢業(yè)設(shè)計(jì),在開(kāi)始課程設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)課程設(shè)計(jì)所用實(shí)驗(yàn)儀STARES868盼真模塊。二、變電站監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)的一般方法與步驟電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的廠站端設(shè)備和主站系統(tǒng)都是以計(jì)算機(jī)為核心的智能化設(shè)備。變電站監(jiān)控技術(shù)的課程設(shè)計(jì)是圍繞著微機(jī)技術(shù)在電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用展開(kāi)的。因此,包括計(jì)算機(jī)硬件與軟件的課程設(shè)計(jì)的一般方法是:根據(jù)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)書(shū)提出的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo),按給定的條件提出設(shè)計(jì)方案,選擇元器件并安裝、編程及調(diào)試。在調(diào)試過(guò)程中,可不斷修改、調(diào)整設(shè)計(jì)方案,使之達(dá)到功能要求和技術(shù)指標(biāo)。最后做出總結(jié)鑒定,寫(xiě)出設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。據(jù)此,課程設(shè)計(jì)主要分為以下三個(gè)

4、步驟完成:方案設(shè)計(jì);方案實(shí)施;總結(jié)報(bào)告。1、方案設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)提出的功能要求和技術(shù)指標(biāo),進(jìn)行方案的總體設(shè)計(jì)。在方案設(shè)計(jì)中,要注意以下幾個(gè)方面:(1)要認(rèn)真閱讀課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū),吃透課程設(shè)計(jì)課題要達(dá)到的功能項(xiàng)目和技術(shù)指標(biāo)。(2)閱讀有關(guān)資料,掌握各功能要求實(shí)現(xiàn)的基本原理。(3)恰當(dāng)?shù)貏澐钟布c軟件之間的任務(wù),醞釀多種實(shí)施方案,并根據(jù)給定的條件,選擇出最佳的設(shè)計(jì)方案。(4)繪制硬件框圖,框圖中應(yīng)清楚地標(biāo)出數(shù)據(jù)信息和控制信息的流向。(5)繪制監(jiān)控或顯示畫(huà)面框架,說(shuō)明數(shù)據(jù)信息的顯示形式,模擬量越限、狀態(tài)量變位的報(bào)告方式。(6)繪制軟件的流程框圖。2、方案實(shí)施實(shí)施已確定的方案主要包括:選擇元器件、安裝

5、、編制軟件、分塊調(diào)試和整體調(diào)試。(1)選擇元器件是制造任一電子設(shè)備或裝置的一項(xiàng)十分重要的工作。在課程設(shè)計(jì)中,條件所限只能要求注意元器件的型號(hào)和基本參數(shù)的正確選擇。(2)安裝和連接在一個(gè)微機(jī)硬件系統(tǒng)中也是一項(xiàng)重要的工作,硬件系統(tǒng)的安裝界面可能很寬,包括接插件的安裝,跨接器的連接,電源線、控制線和數(shù)據(jù)線的連接,安裝和連接根本問(wèn)題是要保證連接的正確性和可靠性。錯(cuò)誤的連接可能會(huì)損壞設(shè)備或元器件,也可能使調(diào)試過(guò)程無(wú)法繼續(xù),連接的不可靠會(huì)使結(jié)果茫然或誤導(dǎo)調(diào)試過(guò)程。(3)編制軟件就是將軟件所要完成的任務(wù)用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。編寫(xiě)程序時(shí),要十分清楚硬件的連接關(guān)系,語(yǔ)言的選擇主要由實(shí)現(xiàn)的方便及個(gè)人愛(ài)好、熟練程度

6、所決定,編寫(xiě)程序時(shí)要特別注意:首先確保完成鎖規(guī)定的功能及技術(shù)指標(biāo)要求,其次才是顯示畫(huà)面的美觀、編程技巧的運(yùn)用。(4)分塊調(diào)試。對(duì)稍大一點(diǎn)的設(shè)計(jì)任務(wù),在硬件和軟件上通??蓜澐譃閹讉€(gè)模塊,每塊完成一項(xiàng)或兩項(xiàng)功能,分塊調(diào)試有利于集中注意力,正確地查找出問(wèn)題所在,也容易及時(shí)解決問(wèn)題。分塊調(diào)試一般按信號(hào)的流向進(jìn)行。分塊調(diào)試通過(guò),就為最終整體聯(lián)調(diào)創(chuàng)造了條件。(5)整體調(diào)試就是將各部分聯(lián)調(diào)的過(guò)程。在硬件方面,分塊調(diào)試不能反映出各部分之間的協(xié)調(diào)關(guān)系,例如時(shí)序配合關(guān)系,只有在整體聯(lián)調(diào)過(guò)程中才能反映出內(nèi)在的聯(lián)系是否達(dá)到預(yù)定的要求。在軟件方面,分塊調(diào)試難以反映模塊之間的接口關(guān)系,數(shù)據(jù)交換關(guān)系,存儲(chǔ)單元的沖突等問(wèn)題。

7、整體軟件的運(yùn)行將使隱蔽的問(wèn)題暴露出來(lái)在整體調(diào)試過(guò)程中,要盡可能地模擬實(shí)際運(yùn)行的復(fù)雜情況。讓硬件的每一部分都工作起來(lái),讓程序的每個(gè)分支都能運(yùn)行到,還要設(shè)想到不利的組合狀態(tài)在調(diào)試過(guò)程中,思路要活躍,軟件和硬件要綜合考慮,還要主動(dòng)地使用儀器儀表,它們會(huì)給你帶來(lái)很大幫助。當(dāng)系統(tǒng)的各功能要求全部實(shí)現(xiàn),各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求時(shí),整體聯(lián)調(diào)即告結(jié)束。3、總結(jié)報(bào)告經(jīng)老師全面考核鑒定,課程設(shè)計(jì)所應(yīng)完成的系統(tǒng)達(dá)到預(yù)定的要求和指標(biāo),可開(kāi)始編寫(xiě)總結(jié)報(bào)告。每位課程設(shè)計(jì)者均應(yīng)提供包括以下內(nèi)容的總結(jié)報(bào)告:(1)課題名稱(chēng);(2)設(shè)計(jì)任務(wù)的功能要求和技術(shù)指標(biāo);(3)所選方案的硬件與軟件框圖;(4)設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)及工作原理;(5)調(diào)試過(guò)

8、程的主要問(wèn)題及其解決方法;(6)硬件與軟件運(yùn)行結(jié)果分析,對(duì)設(shè)計(jì)課題的改進(jìn)意見(jiàn);(7)課程設(shè)計(jì)的收獲和體會(huì)。三、廠站遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控裝置的功能及主要技術(shù)指標(biāo)1、廠站遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控裝置的遠(yuǎn)方功能所謂遠(yuǎn)方功能是指廠站遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控裝置與主站(電網(wǎng)的調(diào)度中心或監(jiān)控中心)進(jìn)行信息交換的能力。它根據(jù)通信規(guī)約的要求,把在當(dāng)?shù)夭杉降母鞣N實(shí)時(shí)信息處理之后送往控制中心,主要有如下幾個(gè)方面:模擬量、數(shù)字量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量的處理與發(fā)送;開(kāi)關(guān)變位的優(yōu)先插入傳送(CDT方式)及事件順序記錄(SOE的傳送;控制與調(diào)節(jié)命令的接收與執(zhí)行;交流采樣及其數(shù)據(jù)處理;支持主站對(duì)時(shí)或接收GPS寸鐘;支持部頒CDTPolling等不同通信規(guī)約,能同時(shí)向兩個(gè)

9、主站發(fā)送具有轉(zhuǎn)發(fā)功能;繼電保護(hù)部分有關(guān)信息的傳輸;2、廠站遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控裝置的當(dāng)?shù)毓δ?1)巡測(cè)、定測(cè)、選測(cè);(2)本機(jī)鍵盤(pán)與LED或LCD顯示器,能在線監(jiān)視裝置的運(yùn)行狀態(tài),進(jìn)行裝置的調(diào)試;(3)能與CRT示器進(jìn)行接口,利用CRTa示各種信息;(4)能與打印機(jī)進(jìn)行接口,利用打印機(jī)打印各種信息;(5)具有裝置自恢復(fù)能力。3、廠站遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控裝置的技術(shù)指標(biāo)(1)遙測(cè)精度:0.2或0.5級(jí),不包括變送器誤差。對(duì)交流采樣型裝置,其誤差允許低于0.2或0.5級(jí),只要保證綜合誤差不低于1.5%。(2)模擬量輸入:直流輸入:4-20mA,0-5V交流輸入:0-120V,0-5A(3)遙信輸入:無(wú)源接點(diǎn)方式。采用一個(gè)常

10、開(kāi)接點(diǎn)或一個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)與一個(gè)常閉接點(diǎn),(4)事件順序記錄(SOE:SO壞大于5ms至I10ms(5)電能量累計(jì)容量:216,電能脈沖寬度不小于10ms(6)模擬量輸出:0-10V,4-20mA(7)遙控輸出:無(wú)源接點(diǎn)方式。接點(diǎn)容量為220M5A;110V、5A或24V、1A。(8)遠(yuǎn)動(dòng)信息的海明距離不小于4。(9)平均故障間隔時(shí)間(MTBF不小于10000小時(shí)。(10)遠(yuǎn)動(dòng)通道誤碼率為10-4時(shí),裝置能正常工作。四、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目的F十bWBW1S十-1:E!STFhKYlSTSE-WBYlTHFVBTilWFVET1SVBTT!變電站監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用課程所學(xué)的理論

11、知識(shí),通過(guò)實(shí)踐進(jìn)一步加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。在課程設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)者通過(guò)方案設(shè)計(jì)、硬件選擇與接線調(diào)試,可獲得計(jì)算機(jī)硬件、軟件設(shè)計(jì)及其協(xié)調(diào)的基本訓(xùn)練。通過(guò)結(jié)合專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)計(jì),為畢業(yè)后的實(shí)際工作打下一定的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)不僅可培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,也可使學(xué)生逐步樹(shù)立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。.課程設(shè)計(jì)題目及要求設(shè)計(jì)題目:遠(yuǎn)動(dòng)終端的微機(jī)系統(tǒng)模擬利用一臺(tái)微機(jī)和實(shí)驗(yàn)儀STARES868盼真模塊的硬件資源構(gòu)成一個(gè)模擬遠(yuǎn)動(dòng)終端,要求按提出的功能要求、技術(shù)指標(biāo)和通信規(guī)約,設(shè)計(jì)并構(gòu)成硬件系統(tǒng),編寫(xiě)軟件,通過(guò)調(diào)試,使之能正確地采集信息、處理和發(fā)送遠(yuǎn)動(dòng)信

12、息,并能在本機(jī)CRT上顯示輸出1、設(shè)計(jì)任務(wù)(1)基本任務(wù)之一:采集1路YC量、4路YM量、8路YX量及其SOE言息,并按顯示格式一送CRT1示。(2)基本任務(wù)之二:把按基本任務(wù)之一采集到的信息按簡(jiǎn)化CDT規(guī)約編碼,并按顯示格式二送CRT示。(3)選做任務(wù):把按基本任務(wù)二 CDT規(guī)約編碼以中斷方式送串行接口芯片Intel8251,并以異步2400BPS速率從TXD端發(fā)送出去。2、設(shè)計(jì)要求與技術(shù)指標(biāo)(1)信息容量1)遙測(cè):1路模擬量。2)遙信:8路狀態(tài)量。3)電能:4路電能脈沖量。128;+127;(2)遙測(cè)量當(dāng)模擬遙測(cè)量電位器調(diào)至最小時(shí),ADC輸出數(shù)值為0,而遙測(cè)量輸出數(shù)值應(yīng)為當(dāng)模擬遙測(cè)量電位器

13、調(diào)至最大時(shí),ADC輸出數(shù)值為255,而遙測(cè)量輸出數(shù)值應(yīng)為遙測(cè)量輸出數(shù)值應(yīng)與模擬遙測(cè)量電位器輸出段電壓成正比。(3)遙信量當(dāng)狀態(tài)開(kāi)關(guān)K撥向下時(shí),發(fā)光二極管點(diǎn)亮,輸出遙信為“0”狀態(tài);當(dāng)狀態(tài)開(kāi)關(guān)K撥向上時(shí),發(fā)光二極管熄滅,輸出遙信為“1”狀態(tài)。(4)電能脈沖量要求電能脈沖的脈寬不小于200ms才目令脈沖間距不小于200ms。(5)通信規(guī)約通信規(guī)約采用簡(jiǎn)化的CDT循環(huán)傳送規(guī)約1)數(shù)據(jù)編碼:遠(yuǎn)動(dòng)信息數(shù)據(jù)采用(32,24)碼組,BCH碼的陪集碼為FF;生成多項(xiàng)式G(x)=x8+x2+x+1。2)數(shù)據(jù)傳輸幀格式:同步享信息字0信息字1信息字n3)信息分幀:YC、YX、YM和SOE分別各組成一幀。即:A幀傳

14、送一路模擬遙測(cè)量;D2幀傳送四路電能脈沖計(jì)數(shù)值;D1幀傳送八路遙信狀態(tài)量;E幀每幀傳送一個(gè)SOE事件記錄。4)信息字格式:每個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)字由4個(gè)字節(jié)組成,其結(jié)構(gòu)分述如下:同步字:D709D709YC字:功能碼特征碼YC值補(bǔ)碼BCH校驗(yàn)碼YC功能碼為10H;特征碼:D7極Tt碼,0為正,1為負(fù)D0越上BM標(biāo)志,1有效D1越下BM標(biāo)志,1有效D2D6保留位,置為“0”。YC信用補(bǔ)碼表示。YM字:功能碼千1百卜1個(gè)BCH校驗(yàn)碼YM字功能碼分別為20H、21H、22H、23H。YM計(jì)數(shù)值以4位BCD碼表示遙信字:功能碼YX7-YX0YX7-YX0(重復(fù))BCH校驗(yàn)碼YX功能碼為30H。YX7-YX0分別為K

15、7-K0的狀態(tài)SOE字:80毫秒(低)毫秒(高)BCH校驗(yàn)碼81秒分BCH校驗(yàn)碼82時(shí)日BCH校驗(yàn)碼83開(kāi)關(guān)號(hào)狀態(tài)BCH校驗(yàn)碼開(kāi)關(guān)號(hào):00H-07H。狀態(tài):合閘狀態(tài)為全1(FF);分閘狀態(tài)為全0(00H)。5)數(shù)據(jù)傳送方式:遠(yuǎn)動(dòng)信息數(shù)據(jù)發(fā)送速率為9600bps。A幀、D1、D2幀每秒發(fā)送一遍。當(dāng)有遙信變位時(shí),立即插入傳送E幀,并且連續(xù)傳送3遍。每一幀只傳送由4個(gè)字組成的SOE時(shí)間記錄信息。當(dāng)同時(shí)發(fā)生多個(gè)遙信變位時(shí),按變位時(shí)間先后,依次傳送。(6)當(dāng)?shù)仫@示格式模擬RTU的當(dāng)?shù)仫@示格式設(shè)有兩種:顯示格式一:顯示YC、YX、YM、SOE。顯示格式二:監(jiān)視RTU上行通道碼。分述如下:1)顯示格式一說(shuō)明

16、:YM1+代表8253A#2計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。YM2+代表8259A_IRQ7輸入的脈沖計(jì)數(shù)值。YM1-和YM2-分別代表采用定時(shí)掃描方式輸入的分別與8253A#2和8259A_IRQ7對(duì)應(yīng)的脈沖計(jì)數(shù)值。設(shè)遙測(cè)輸入的是35KV母線電壓,同時(shí)假設(shè)ADC0809俞出的是偏移二進(jìn)制碼,即當(dāng)ADC俞出為80H時(shí),代表一次母線電壓U1=0V當(dāng)ADC俞出為0FFH時(shí),代表一次母線電壓U1=1.2*35KV(1.2倍的額定電壓)。U1的上下限值應(yīng)是:上限值=1.07*35KV下限值=0.93*35KV越上限顯示“HI”越下限顯示“LO正常不顯示電壓U10,即ADO出80H,顯示“NG。時(shí):分:秒C=XXHU1

17、=XX.XXkV越限碼M1+=XXXXWPA=XXXXKWhM1-=XXXXWPB=XXXXKWhM2+=XXXXWQA=XXXXKWhM2-=XXHK7K6K5K4K3K2K1K0XXXXXXXXSOE:時(shí):分:秒。毫秒/對(duì)象號(hào)/動(dòng)作時(shí):分:秒。毫秒/對(duì)象號(hào)/動(dòng)作顯示格式一電能常數(shù)通常取104左右,但此處脈沖由手動(dòng)產(chǎn)生,數(shù)量不會(huì)太大,故電能常數(shù)取1。YCYX以16進(jìn)制顯示;YMU1、W以十進(jìn)制顯示;開(kāi)關(guān)K的狀態(tài)以二進(jìn)制數(shù)顯示。在SOE中,對(duì)象號(hào)應(yīng)根據(jù)發(fā)生變位YX的對(duì)象編碼號(hào)顯示K7-K0之一,例如:“K6”動(dòng)作,則根據(jù)實(shí)際動(dòng)作變化顯示“F-H或“H-F”。SOE示,每個(gè)事件順序記錄SOE示一

18、行,但不允許超出SOE示區(qū),如果時(shí)間數(shù)太多,可以依次覆蓋最早的SOE#件顯示行。2)顯示格式二RTU上行通道碼就是RTUt調(diào)度端發(fā)送的按簡(jiǎn)化CDTB約裝置的遠(yuǎn)動(dòng)信息編碼數(shù)據(jù),此處是將這些數(shù)據(jù)按發(fā)送順序,依次送到CRT顯示。每個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)用2位十六進(jìn)制顯示,每個(gè)字節(jié)之后加一個(gè)空格,以便于觀察、閱讀。每一幀結(jié)束后回車(chē)換行。例如YC幀發(fā)送數(shù)據(jù)為:D7,09,D7,09,10,02,B7,XX,D7,09,。通道碼監(jiān)視格式應(yīng)為:D709D7091002B7XXD709顯示格式二XX表示BCH校驗(yàn)碼。3)兩種顯示格式的切換應(yīng)設(shè)置1-2個(gè)按鍵對(duì)兩種顯示格式進(jìn)行選擇或切換,這個(gè)選擇或切換鍵既可設(shè)置在PC機(jī)上,也可設(shè)置在STARES598PCI實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上。3、設(shè)備與元器件(1)PC機(jī)一臺(tái);(2)STARES598PCI實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套;(3)信號(hào)連接電纜線若干;(4)示波器和萬(wàn)用表(公用)。3.課程設(shè)計(jì)任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)、圖紙、實(shí)物樣品等要求設(shè)計(jì)要求1、預(yù)習(xí)要求:預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)儀STARES868盼真模塊微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)附錄一、附錄二、附錄三之相關(guān)內(nèi)容。2)預(yù)習(xí)本任務(wù)書(shū),根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù),預(yù)先畫(huà)出電路原理圖、程序流程圖,編寫(xiě)出設(shè)計(jì)程序。2、設(shè)計(jì)報(bào)告要求:1)課題名稱(chēng);2)設(shè)計(jì)任務(wù)的功能要求和技術(shù)指標(biāo);3)所選方案的硬件與軟件框圖;

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