【摘要】：在平板顯示產業(yè)蓬勃發(fā)展的今天,對玻璃基板的自動光學檢測儀器的需求及系統(tǒng)要求日益提高。而其運動控制系統(tǒng)決定了整個儀器性能。目前方案幾乎都采用工業(yè)電腦、運動控制卡和PLC的互相組合來實現,但系統(tǒng)存在成本高、布線繁瑣和線路調試檢修麻煩等缺點。因此本文設計了一種有線+無線的分布式網絡控制模型,并完成了相關硬件及軟件的研發(fā)。本控制系統(tǒng)包括監(jiān)控平臺、采集控制終端和電機控制終端三大單元。監(jiān)控平臺作為Modbus網絡的主機,控制作為從機的采集控制終端和電機控制終端,而采集控制終端包括Modbus轉ZigBee網關和ZigBee終端設備,網關和ZigBee終端設備之間是通過ZigBee無線網絡進行數據通信的。本文分別研究了三大控制單元的硬件架構,針對監(jiān)控平臺和電機控制終端,提出以高性能的STM32F4微控制器作為核心的控制電路板方案,針對采集控制終端,選用集成了RF和MCU的片上系統(tǒng)解決方案CC2530,其具有低成本低功耗的特性。硬件設計上采用模塊化方法,同時充分考慮工業(yè)應用要求,選用工業(yè)級芯片,并對輸入輸出接口進行隔離設計。軟件設計上,使用C語言完成軟件系統(tǒng)各層次代碼編寫,降低研發(fā)難度和成本;在STM32F4上裁剪并移植了μC/OS-III實時操作系統(tǒng)以及Modbus主從協(xié)議棧,并將Modbus從機協(xié)議棧移植到運行有ZigBee協(xié)議棧Z-Stack的CC2530上;設計了適用本系統(tǒng)的通信協(xié)議,包括依托Modbus協(xié)議開發(fā)的電機控制端和采集控制端通信協(xié)議,以及依托Z-Stack和Modbus開發(fā)的Modbus轉ZigBee網關與ZigBee終端節(jié)點之間的通信協(xié)議;完成了監(jiān)控平臺的人機界面顯示及控制、電機控制終端和采集控制終端相關軟件的編寫。最后,配合Modbus協(xié)議調試助手及示波器測試驗證了控制系統(tǒng)各個單元的功能。結果表明設計可滿足玻璃基板自動檢測系統(tǒng)的運動控制需求,所以本研究是有線和無線融合控制下的一次有益探索。
【圖文】：

第二章 控制系統(tǒng)相關技術綜述ee 協(xié)議架構e 無線網絡協(xié)議層見圖 2.1。ZigBee 協(xié)議層是基于國際標準化組織統(tǒng)互聯（OSI）基本參考模型。ISO/OSI 模型有 7 層，但是 ZigB建低功耗、低數據率無線網絡而言所必須的層。ZigBee 協(xié)議分E 802.15.4 定義了 PHY（物理層）和 MAC（介質訪問層）技術定義了 NWK（網絡層）、APS（應用程序支持子層）、APL（2]。

（a）廣播 （b）組播 （c）單播圖 2.2 ZigBee 通信機制Fig 2.2 ZigBee communication mechanism設備角色Bee規(guī)范定義了三種設備角色：ZigBee協(xié)調器（IEEE 802.15.4 PAN路由器（IEEE 802.15.4 協(xié)調器）、ZigBee 終端設備（IEEE 802.15路由器必須是 FFD，而終端設備可以是 FFD，也可以是 RFD。Bee 協(xié)調器是啟動和配置網絡的一種設備。協(xié)調器可以保持間接尋，，支持關聯，同時還能設計信任中心和執(zhí)行其他的活動。協(xié)調器作以及保持同網絡其他設備的通信。在一個 ZigBee 網絡中只允協(xié)調器。Bee 路由器是實現擴展網絡及路由消息功能的一種設備。ZigBee gBee 協(xié)調器創(chuàng)建的網絡中，負責數據的轉發(fā)。一個路由節(jié)點可以或者終端節(jié)點通信。ZigBee 路由器只存在樹狀網絡和網狀網絡中
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH86

【參考文獻】

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本文編號：2602884