【摘要】：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)字生活正滲透到人們生活的方方面面。隨之而來(lái)的是數(shù)據(jù)量的突發(fā)性增長(zhǎng)。如何將數(shù)據(jù)信息長(zhǎng)期保存,成為制約信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心采用磁盤(pán)、固態(tài)盤(pán)等作為存儲(chǔ)媒介,在實(shí)現(xiàn)功能的同時(shí)卻耗費(fèi)了大量的電能。光盤(pán)庫(kù)存儲(chǔ)技術(shù)憑借存儲(chǔ)功耗低,數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn),逐漸得到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)行業(yè)的重視。目前對(duì)于光盤(pán)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),大多集中于對(duì)文件存儲(chǔ)和調(diào)度算法的研究,針對(duì)光盤(pán)庫(kù)多軸控制系統(tǒng)的研究相對(duì)較少。本文通過(guò)對(duì)光盤(pán)庫(kù)機(jī)械結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制需求的分析,充分查閱資料,分析對(duì)比現(xiàn)有解決方案,完成了一種大容量藍(lán)光光盤(pán)庫(kù)多種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作。本文的主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:1.研究分析了藍(lán)光光盤(pán)庫(kù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀。通過(guò)對(duì)幾種比較主流的藍(lán)光光盤(pán)庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路的分析對(duì)比,采用嵌入式方案來(lái)設(shè)計(jì)光盤(pán)庫(kù)控制系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)功能。對(duì)光盤(pán)庫(kù)各部分功能需求進(jìn)行具體分析,針對(duì)性的設(shè)計(jì)解決方案。2.運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件電路系統(tǒng)整體采用“ARM+運(yùn)動(dòng)控制芯片”的架構(gòu)。完成了以ARM為運(yùn)動(dòng)控制核心,運(yùn)動(dòng)控制芯片協(xié)調(diào)工作的運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)多軸運(yùn)動(dòng)控制的同時(shí),還設(shè)計(jì)了IO擴(kuò)展電路板,增強(qiáng)控制系統(tǒng)的擴(kuò)展能力。3.在軟件部分,完成了整體運(yùn)動(dòng)控制程序的代碼編寫(xiě)。將程序劃分為主程序模塊、串口通信模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、FSMC總線(xiàn)模塊和定位算法執(zhí)行模塊。具體分析了各模塊代碼實(shí)現(xiàn)的流程圖,對(duì)部分代碼的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了講解。4.搭建光盤(pán)庫(kù)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了硬件功能驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)通訊測(cè)試、串口通訊測(cè)試、單軸驅(qū)動(dòng)精度測(cè)試、多軸控制邏輯測(cè)試、光盤(pán)庫(kù)拾取功能測(cè)試以及整體功能應(yīng)用測(cè)試。將光盤(pán)庫(kù)設(shè)備部署在國(guó)工信云計(jì)算公司的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行試用。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行測(cè)試,運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)整體功能達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,目前各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)正常。為接下來(lái)的應(yīng)用研究,提供了良好的條件。
【圖文】：

9圖 2-1 光盤(pán)庫(kù)實(shí)物圖Fig. 2-1 The physical of Optical disc librar光盤(pán)庫(kù)機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖 2-2 所示。其托架、轉(zhuǎn)籠、運(yùn)動(dòng)控制板卡、IO 擴(kuò)盤(pán)的調(diào)度。光盤(pán)托架、機(jī)械手、轉(zhuǎn)定位置，機(jī)械手動(dòng)作，將光盤(pán)托架取作，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)其沿著線(xiàn)性導(dǎo)軌取頭，拾取頭的動(dòng)作也要由電機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)作要受到主控板節(jié)制。

圖 2-2 光盤(pán)庫(kù)機(jī)械結(jié)構(gòu)Fig. 2-2 The mechanical structure of Optical disc library光盤(pán)托架：光盤(pán)和光盤(pán)托架是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，光盤(pán)托架承載光盤(pán)從轉(zhuǎn)籠中彈出，，供機(jī)械手拾取動(dòng)作。光盤(pán)托架成組的堆疊在轉(zhuǎn)籠中，對(duì)光盤(pán)起保護(hù)和承載功能。轉(zhuǎn)籠：負(fù)責(zé)對(duì)光盤(pán)托架的歸納，是光盤(pán)的存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)。每個(gè)轉(zhuǎn)籠有 6 組（每組 88張）光盤(pán)托架，每個(gè)子光盤(pán)屜共有兩個(gè)光盤(pán)轉(zhuǎn)籠。當(dāng)需要調(diào)取某一張光盤(pán)時(shí)，通過(guò)服務(wù)器確定光盤(pán)的存儲(chǔ)位置，轉(zhuǎn)籠將該組光盤(pán)托架移動(dòng)到裝載位，機(jī)械手動(dòng)作，完成該光盤(pán)所在托架的彈出和光盤(pán)取放工作，反之亦然。轉(zhuǎn)籠的轉(zhuǎn)動(dòng)靠旁邊的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，是否準(zhǔn)確到位由傳感器檢測(cè)反饋。光驅(qū)：數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的重要也是唯一的執(zhí)行者。光盤(pán)庫(kù)中一般設(shè)置多臺(tái)光驅(qū)，選用傳輸速率較高的 SATA 接口。光驅(qū)的開(kāi)合受到運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制，其讀取的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)通道傳遞給服務(wù)器。當(dāng)需要對(duì)光驅(qū)進(jìn)行升級(jí)時(shí)，只需更換光驅(qū)，將相應(yīng)的線(xiàn)路稍作調(diào)整，便可完成升級(jí)換代，無(wú)需對(duì)控制系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2678939