【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。隨之而來的是數(shù)據(jù)量的突發(fā)性增長。如何將數(shù)據(jù)信息長期保存,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、固態(tài)盤等作為存儲媒介,在實現(xiàn)功能的同時卻耗費(fèi)了大量的電能。光盤庫存儲技術(shù)憑借存儲功耗低,數(shù)據(jù)保存時間長的優(yōu)點,逐漸得到數(shù)據(jù)存儲行業(yè)的重視。目前對于光盤庫系統(tǒng)的開發(fā),大多集中于對文件存儲和調(diào)度算法的研究,針對光盤庫多軸控制系統(tǒng)的研究相對較少。本文通過對光盤庫機(jī)械結(jié)構(gòu)和運(yùn)動控制需求的分析,充分查閱資料,分析對比現(xiàn)有解決方案,完成了一種大容量藍(lán)光光盤庫多種運(yùn)動控制系統(tǒng)的開發(fā)工作。本文的主要研究內(nèi)容和成果如下:1.研究分析了藍(lán)光光盤庫在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀。通過對幾種比較主流的藍(lán)光光盤庫控制系統(tǒng)設(shè)計思路的分析對比,采用嵌入式方案來設(shè)計光盤庫控制系統(tǒng)的各項運(yùn)動功能。對光盤庫各部分功能需求進(jìn)行具體分析,針對性的設(shè)計解決方案。2.運(yùn)動控制系統(tǒng)的硬件電路系統(tǒng)整體采用“ARM+運(yùn)動控制芯片”的架構(gòu)。完成了以ARM為運(yùn)動控制核心,運(yùn)動控制芯片協(xié)調(diào)工作的運(yùn)動控制器設(shè)計。在實現(xiàn)多軸運(yùn)動控制的同時,還設(shè)計了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)動控制程序的代碼編寫。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總線模塊和定位算法執(zhí)行模塊。具體分析了各模塊代碼實現(xiàn)的流程圖,對部分代碼的設(shè)計原則進(jìn)行了講解。4.搭建光盤庫控制系統(tǒng)的實驗平臺,進(jìn)行了硬件功能驗證、網(wǎng)絡(luò)通訊測試、串口通訊測試、單軸驅(qū)動精度測試、多軸控制邏輯測試、光盤庫拾取功能測試以及整體功能應(yīng)用測試。將光盤庫設(shè)備部署在國工信云計算公司的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行試用。通過長時間的運(yùn)行測試,運(yùn)動控制系統(tǒng)整體功能達(dá)到了設(shè)計要求,目前各項運(yùn)行數(shù)據(jù)正常。為接下來的應(yīng)用研究,提供了良好的條件。
【圖文】：

9圖 2-1 光盤庫實物圖Fig. 2-1 The physical of Optical disc librar光盤庫機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖 2-2 所示。其托架、轉(zhuǎn)籠、運(yùn)動控制板卡、IO 擴(kuò)盤的調(diào)度。光盤托架、機(jī)械手、轉(zhuǎn)定位置，機(jī)械手動作，將光盤托架取作，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動其沿著線性導(dǎo)軌取頭，拾取頭的動作也要由電機(jī)驅(qū)動動作要受到主控板節(jié)制。

圖 2-2 光盤庫機(jī)械結(jié)構(gòu)Fig. 2-2 The mechanical structure of Optical disc library光盤托架：光盤和光盤托架是一一對應(yīng)關(guān)系，光盤托架承載光盤從轉(zhuǎn)籠中彈出，，供機(jī)械手拾取動作。光盤托架成組的堆疊在轉(zhuǎn)籠中，對光盤起保護(hù)和承載功能。轉(zhuǎn)籠：負(fù)責(zé)對光盤托架的歸納，是光盤的存儲倉庫。每個轉(zhuǎn)籠有 6 組（每組 88張）光盤托架，每個子光盤屜共有兩個光盤轉(zhuǎn)籠。當(dāng)需要調(diào)取某一張光盤時，通過服務(wù)器確定光盤的存儲位置，轉(zhuǎn)籠將該組光盤托架移動到裝載位，機(jī)械手動作，完成該光盤所在托架的彈出和光盤取放工作，反之亦然。轉(zhuǎn)籠的轉(zhuǎn)動靠旁邊的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，是否準(zhǔn)確到位由傳感器檢測反饋。光驅(qū)：數(shù)據(jù)讀寫的重要也是唯一的執(zhí)行者。光盤庫中一般設(shè)置多臺光驅(qū)，選用傳輸速率較高的 SATA 接口。光驅(qū)的開合受到運(yùn)動控制系統(tǒng)的控制，其讀取的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通道傳遞給服務(wù)器。當(dāng)需要對光驅(qū)進(jìn)行升級時，只需更換光驅(qū)，將相應(yīng)的線路稍作調(diào)整，便可完成升級換代，無需對控制系統(tǒng)重新設(shè)計。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

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1 馮升波;高麟鵬;周伏秋;;我國數(shù)據(jù)中心節(jié)能現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)分析[J];中國能源;2015年11期

2 栗清樂;賴康生;;基于ARM的嵌入式以太網(wǎng)設(shè)計[J];工業(yè)控制計算機(jī);2014年06期

3 丁力;宋志平;徐萌萌;陶燦輝;;基于STM32的嵌入式測控系統(tǒng)設(shè)計[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年S1期

4 李鋒;李超;魏列江;馮永保;;電液伺服控制系統(tǒng)測試試驗臺的研究與設(shè)計[J];測控技術(shù);2013年01期

5 薛寅穎;萬曉冬;;基于光盤庫的云存儲系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計[J];計算機(jī)與現(xiàn)代化;2013年01期

6 馬曉銘;馬維華;;光盤庫嵌入式主控系統(tǒng)[J];計算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用;2011年06期

7 張團(tuán)善;肖磊;張娜;;基于STM32和FPGA的多軸運(yùn)動控制器的設(shè)計[J];電子測量技術(shù);2011年05期

8 蔣仕龍;吳宏;呂恕;龔小云;;通用運(yùn)動控制技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展及其應(yīng)用[J];電工文摘;2009年01期

9 張晶晶;;論磁帶存儲系統(tǒng)在檔案備份存儲中的適用性[J];浙江檔案;2008年02期

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1 許萬;基于實時以太網(wǎng)的多軸運(yùn)動控制系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2009年

2 劉炫;網(wǎng)絡(luò)光盤庫的應(yīng)用性能研究[D];清華大學(xué);2007年

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1 萬超;一種大電流低功耗的BUCK型DCDC芯片設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2016年

2 胡呈祖;基于ARM+FPGA的運(yùn)動控制器及算法研究[D];華南理工大學(xué);2016年

3 汪天韻;光盤庫機(jī)械控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2014年

4 蔣吉兵;控制系統(tǒng)測試仿真軟件設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2013年

5 孫娜;一種信號隔離器的設(shè)計與仿真[D];中國海洋大學(xué);2012年

6 張燕鵬;用于電動汽車的50KW永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)硬件研發(fā)[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

7 郭偉;光信息存儲技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[D];東北師范大學(xué);2011年

8 汪三青;基于STM32的嵌入式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議UIP的移植與分析[D];武漢理工大學(xué);2011年

9 馬曉銘;網(wǎng)絡(luò)光盤庫主控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];南京航空航天大學(xué);2011年

10 蔡曉雯;基于MCX314的運(yùn)動控制器的研究與設(shè)計[D];湘潭大學(xué);2008年

本文編號：2678939