本文關(guān)鍵詞：制造裝備的嵌入式智能監(jiān)控與維護單元的研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國大力發(fā)展制造裝備產(chǎn)業(yè),制造裝備向著大型化、復(fù)雜化等方向發(fā)展,因設(shè)備失效造成的停產(chǎn)損失和維護費用也日益上漲。視情維護可以顯著降低設(shè)備的維護成本,提高企業(yè)的服務(wù)水平,因而越來越受到企業(yè)的重視。為了滿足制造裝備視情維護功能需求,提出了制造裝備遠程監(jiān)控與維護系統(tǒng),并重點研究設(shè)計了具有一定通用性的智能監(jiān)控單元原型。 首先,基于GPRS網(wǎng)絡(luò)和嵌入式技術(shù)構(gòu)建了制造裝備遠程監(jiān)控與維護系統(tǒng)原型,完成EMU和遠程維護系統(tǒng)總體方案設(shè)計。針對大量狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸和存儲問題,提出了B-PLOT混合數(shù)據(jù)壓縮算法,有效降低了數(shù)據(jù)之間冗余度,節(jié)省了數(shù)據(jù)傳輸費用；同時對基于GPRS網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進行了研究。其次,基于STM32微控制器,對智能監(jiān)控單元硬軟件系統(tǒng)進行了詳細設(shè)計。采用模塊化設(shè)計方法完成最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信、人機交互、數(shù)據(jù)存儲等模塊硬件設(shè)計；軟件則基于uC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)完成各任務(wù)底層驅(qū)動、協(xié)議棧移植以及用戶程序編寫,具體包括移植emWinGUI完成人機交互界面設(shè)計,FreeModbus實現(xiàn)智能監(jiān)控單元和PLC的數(shù)據(jù)通信等。最后,對EIMU主要功能進行了測試,結(jié)合HPP5000P粉末成型機PLC底層控制系統(tǒng)以及遠程維護中心軟件進行了系統(tǒng)聯(lián)調(diào),并對遠程維護中心軟件工況監(jiān)測、遠程控制、遠程服務(wù)等功能進行了說明和驗證。 研究設(shè)計的EIMU和遠程維護軟件在粉末成型機上得到了初步應(yīng)用,實現(xiàn)了對粉末成型機監(jiān)控和維護的預(yù)期目標,對實際工程應(yīng)用具有一定的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：制造裝備 遠程監(jiān)控與維護 嵌入式智能監(jiān)控單元 數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)壓縮
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP277;TH17
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 研究背景與意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外技術(shù)研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 遠程監(jiān)控與維護研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 嵌入式技術(shù)在遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用11-13
• 1.3 課題來源與主要研究內(nèi)容13
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)13-15
• 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計15-22
• 2.1 系統(tǒng)需求分析15-18
• 2.1.1 制造裝備遠程監(jiān)控與維護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成15-16
• 2.1.2 系統(tǒng)功能需求分析16-18
• 2.2 EIMU硬軟件方案設(shè)計18-20
• 2.2.1 總體框架設(shè)計19
• 2.2.2 硬件設(shè)計方案19
• 2.2.3 軟件設(shè)計方案19-20
• 2.2.4 EIMU技術(shù)參數(shù)20
• 2.3 遠程維護中心軟件方案設(shè)計20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究22-32
• 3.1 采樣數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)22-27
• 3.1.1 過程數(shù)據(jù)壓縮問題描述22-23
• 3.1.2 過程數(shù)據(jù)常用壓縮算法23-25
• 3.1.3 B-PLOT混合算法及應(yīng)用25-27
• 3.2 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)27-31
• 3.2.1 GPRS無線通信技術(shù)28-30
• 3.2.2 基于Socket的網(wǎng)絡(luò)通信30-31
• 3.3 本章小結(jié)31-32
• 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計32-45
• 4.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計32
• 4.2 最小系統(tǒng)設(shè)計32-37
• 4.2.1 主控芯片選型33-34
• 4.2.2 電源電路設(shè)計34-35
• 4.2.3 時鐘和復(fù)位電路設(shè)計35-36
• 4.2.4 調(diào)試電路設(shè)計36-37
• 4.3 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計37
• 4.4 通信模塊設(shè)計37-39
• 4.4.1 RS485通信接口設(shè)計38
• 4.4.2 RS232通信接口設(shè)計38-39
• 4.4.3 CAN通信接口設(shè)計39
• 4.5 人機交互模塊設(shè)計39-43
• 4.5.1 LCD接口設(shè)計40-42
• 4.5.2 觸摸屏電路設(shè)計42
• 4.5.3 矩陣鍵盤電路設(shè)計42-43
• 4.6 數(shù)據(jù)存儲模塊設(shè)計43-44
• 4.6.1 FLASH電路設(shè)計43
• 4.6.2 SD卡電路設(shè)計43-44
• 4.7 PCB設(shè)計44
• 4.8 本章小結(jié)44-45
• 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計45-61
• 5.1 嵌入式操作系統(tǒng)選擇和移植45-47
• 5.1.1 uC/OS-Ⅱ在STM32中的移植45-46
• 5.1.2 基于uC/OS-Ⅱ的任務(wù)劃分46-47
• 5.2 數(shù)據(jù)采集模塊軟件設(shè)計47-50
• 5.2.1 ADC模塊軟件設(shè)計47-49
• 5.2.2 采樣數(shù)據(jù)預(yù)處理及壓縮49-50
• 5.3 通信模塊軟件設(shè)計50-54
• 5.3.1 PLC通信接口軟件設(shè)計50-52
• 5.3.2 GPRS DTU通信接口軟件設(shè)計52-54
• 5.4 人機交互模塊軟件設(shè)計54-59
• 5.4.1 emWin在STM32中的移植54-56
• 5.4.2 基于emWin的GUI設(shè)計56-59
• 5.5 數(shù)據(jù)存儲模塊軟件設(shè)計59-60
• 5.5.1 SD卡存儲模塊底層驅(qū)動59
• 5.5.2 FATFS文件系統(tǒng)移植59-60
• 5.6 本章小結(jié)60-61
• 6 系統(tǒng)調(diào)試與運行61-71
• 6.1 EIMU主要功能測試61-65
• 6.1.1 uC/OS-Ⅱ任務(wù)測試62
• 6.1.2 Modbus通信測試62-63
• 6.1.3 模擬電壓采集測試63-64
• 6.1.4 GPRS通信測試64
• 6.1.5 數(shù)據(jù)壓縮算法測試64-65
• 6.2 HPP5000P粉末成型機系統(tǒng)應(yīng)用驗證與評價65-70
• 6.2.1 PLC控制系統(tǒng)簡介65-66
• 6.2.2 傳感器選型66-67
• 6.2.3 系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試67-70
• 6.3 本章小結(jié)70-71
• 7 總結(jié)與展望71-73
• 7.1 全文總結(jié)71
• 7.2 工作展望71-73
• 致謝73-74
• 參考文獻74-78
• 附錄A78-79
• 附錄B79

【參考文獻】

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本文編號：342176