工業(yè)車間數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-08-28 17:45
進(jìn)入21世紀(jì)以后,隨著科技飛速發(fā)展,以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)信息化勢在必行。其中,美國提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”,德國提出了“工業(yè)4.0”,中國也提出了“中國制造2025”,這些工業(yè)信息化戰(zhàn)略的提出,已經(jīng)引起了一股全球制造業(yè)的新熱潮。如今日益成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),正逐步被大規(guī)模地應(yīng)用到工業(yè)制造領(lǐng)域之中,智能車間就是在這些技術(shù)的支持下而誕生的。智能車間能夠?qū)崿F(xiàn)全車間網(wǎng)絡(luò)覆蓋,能進(jìn)行車間的信號(hào)采集和全面監(jiān)控,能自動(dòng)下達(dá)操作指令,進(jìn)行生產(chǎn)、加工、裝卸、調(diào)試與維修等操作。本文通過對智能車間的分析,從而引出了本文所研究的工業(yè)車間數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)以兩塊STM32微處理器為核心,分別負(fù)責(zé)外部數(shù)據(jù)采集(主控板)和人機(jī)界面(交互板)兩大功能。外部傳感器通過串口協(xié)議完成與主控板之間的數(shù)據(jù)傳輸,然后通過無線通訊模塊與總控端進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊。其中,在該系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)中,主要是對采集終端電路、主控板電路和無線通信電路等進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分,首先對數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行開發(fā),其中包括電壓電流模塊、火災(zāi)預(yù)防模塊、攝像頭監(jiān)控模塊等進(jìn)行軟件編程。其次,對GPRS/WIFI通訊程序進(jìn)行軟件開...
【文章來源】:浙江海洋大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要工作
1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 方案設(shè)計(jì)與技術(shù)介紹
2.1 生產(chǎn)車間的設(shè)計(jì)要求
2.2 采集系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3 相關(guān)技術(shù)介紹
2.3.1 GPRS技術(shù)
2.3.2 GPS技術(shù)
2.3.3 WIFI技術(shù)
2.3.4 CAN技術(shù)
2.4 總結(jié)
第三章 硬件設(shè)計(jì)
3.1 車間數(shù)據(jù)采集終端硬件設(shè)計(jì)
3.1.1 芯片選擇及最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1.2 電源電路設(shè)計(jì)
3.1.3 復(fù)位電路和JTAG電路設(shè)計(jì)
3.1.4 液晶顯示電路設(shè)計(jì)
3.2 數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)
3.2.1 電壓電流采集電路設(shè)計(jì)
3.2.2 火災(zāi)預(yù)防系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
3.2.3 定位監(jiān)控系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
3.3 無線通訊模塊設(shè)計(jì)
3.3.1 GPRS通訊模塊設(shè)計(jì)
3.3.2 WIFI模塊設(shè)計(jì)
3.4 CAN通訊接口設(shè)計(jì)
3.4.1 CAN物理層特征及電路設(shè)計(jì)
3.5 本章小結(jié)
第四章 軟件設(shè)計(jì)
4.1 軟件開發(fā)環(huán)境搭建
4.2 車間信號(hào)采集的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.2.1 信號(hào)采集系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)
4.2.2 主板程序模塊
4.2.3 交互板程序?qū)崿F(xiàn)功能
4.3 數(shù)據(jù)采集程序
4.3.1 電壓、電流采集程序
4.3.2 火災(zāi)預(yù)防系統(tǒng)程序
4.3.3 定位監(jiān)控系統(tǒng)
4.4 無線通訊程序
4.4.1 GPRS通訊程序控制
4.4.2 WIFI通訊程序控制
4.5 交互板軟件設(shè)計(jì)
4.5.1 UCOSIII的移植
4.5.2 STemWin圖形界面開發(fā)
4.5.3 LWIP的移植
4.6 CAN通信的軟件設(shè)計(jì)
4.6.1 CAN協(xié)議的幀介紹
4.6.2 STM32F4的CAN控制器
4.6.3 CAN初始化流程
4.7 本章小結(jié)
第五章 運(yùn)行與測試
5.1 無線通訊模塊測試
5.1.1 GPRS通訊模塊測試
5.1.2 WIFI通訊模塊測試
5.2 GPS點(diǎn)位測試
5.3 交互板測試
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]“中國制造2025”和德國“工業(yè)4.0”對比研究[J]. 熊檢. 中國集體經(jīng)濟(jì). 2019(10)
[2]基于STM32的棉紡防火現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)难芯縖J]. 楊冬晗,張正華,韓春陽,蔣子琦,崔瀟,葛偉楠,肖哲倫. 電子設(shè)計(jì)工程. 2019(05)
[3]工業(yè)革命4.0背景下的智慧教育新格局[J]. 胡欽太,劉麗清,鄭凱. 中國電化教育. 2019(03)
[4]基于GPRS的煤氣表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 袁玉英,楊禾牧,羅永剛,袁慧祥. 儀器儀表與分析監(jiān)測. 2019(01)
[5]對流層參數(shù)估計(jì)模型在亞太區(qū)域BDS/GPS組合定位中的效能分析[J]. 孫鵬. 城市勘測. 2019(01)
[6]工業(yè)4.0背景下職業(yè)教育產(chǎn)教融合的分析與思考[J]. 朱俊晨,趙彤. 教育教學(xué)論壇. 2019(09)
[7]基于GPRS的中低壓配電網(wǎng)故障定位與校正[J]. 朱立華. 電工技術(shù). 2019(04)
[8]基于物聯(lián)網(wǎng)的中央空調(diào)水系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控[J]. 徐中干. 電子世界. 2019(04)
[9]基于ZigBee和GPRS融合的礦井提升設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 丁江江,李娟莉,王學(xué)文. 中國煤炭. 2019(02)
[10]基于ROS與Contiki的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下數(shù)據(jù)采集機(jī)器人設(shè)計(jì)[J]. 張美平,張毅韜,郭旭城,王志宇. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2019(02)
碩士論文
[1]基于ARM Cortex應(yīng)用處理器和VxWorks操作系統(tǒng)的車載顯示平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 由忠宇.北京郵電大學(xué) 2018
[2]基于STM32的多功能智能健康手表設(shè)計(jì)[D]. 張自達(dá).寧夏大學(xué) 2018
[3]基于STM32和LwIP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)研究與應(yīng)用[D]. 韓興會(huì).西安工程大學(xué) 2018
[4]基于SSM的智能風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 周志賢.安徽大學(xué) 2018
[5]基于LwIP和MQTT的室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙易峰.西南交通大學(xué) 2018
[6]物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下車間虛擬監(jiān)控與故障預(yù)警方法研究[D]. 葉維生.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[7]基于GPS和RFID的冷鏈物流遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)車載終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[D]. 蔡焱.華南理工大學(xué) 2017
[8]基于STM32的圖像采集及其配準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 田野.大連交通大學(xué) 2017
[9]面向智能電池管理系統(tǒng)的集成CAN總線接口電路設(shè)計(jì)[D]. 束慶冉.天津大學(xué) 2017
[10]基于ARM和CAN總線的混合動(dòng)力轎車虛擬儀表的研究和實(shí)現(xiàn)[D]. 徐雪峰.長安大學(xué) 2017
本文編號(hào):3368967
【文章來源】:浙江海洋大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要工作
1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 方案設(shè)計(jì)與技術(shù)介紹
2.1 生產(chǎn)車間的設(shè)計(jì)要求
2.2 采集系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3 相關(guān)技術(shù)介紹
2.3.1 GPRS技術(shù)
2.3.2 GPS技術(shù)
2.3.3 WIFI技術(shù)
2.3.4 CAN技術(shù)
2.4 總結(jié)
第三章 硬件設(shè)計(jì)
3.1 車間數(shù)據(jù)采集終端硬件設(shè)計(jì)
3.1.1 芯片選擇及最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1.2 電源電路設(shè)計(jì)
3.1.3 復(fù)位電路和JTAG電路設(shè)計(jì)
3.1.4 液晶顯示電路設(shè)計(jì)
3.2 數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)
3.2.1 電壓電流采集電路設(shè)計(jì)
3.2.2 火災(zāi)預(yù)防系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
3.2.3 定位監(jiān)控系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
3.3 無線通訊模塊設(shè)計(jì)
3.3.1 GPRS通訊模塊設(shè)計(jì)
3.3.2 WIFI模塊設(shè)計(jì)
3.4 CAN通訊接口設(shè)計(jì)
3.4.1 CAN物理層特征及電路設(shè)計(jì)
3.5 本章小結(jié)
第四章 軟件設(shè)計(jì)
4.1 軟件開發(fā)環(huán)境搭建
4.2 車間信號(hào)采集的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.2.1 信號(hào)采集系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)
4.2.2 主板程序模塊
4.2.3 交互板程序?qū)崿F(xiàn)功能
4.3 數(shù)據(jù)采集程序
4.3.1 電壓、電流采集程序
4.3.2 火災(zāi)預(yù)防系統(tǒng)程序
4.3.3 定位監(jiān)控系統(tǒng)
4.4 無線通訊程序
4.4.1 GPRS通訊程序控制
4.4.2 WIFI通訊程序控制
4.5 交互板軟件設(shè)計(jì)
4.5.1 UCOSIII的移植
4.5.2 STemWin圖形界面開發(fā)
4.5.3 LWIP的移植
4.6 CAN通信的軟件設(shè)計(jì)
4.6.1 CAN協(xié)議的幀介紹
4.6.2 STM32F4的CAN控制器
4.6.3 CAN初始化流程
4.7 本章小結(jié)
第五章 運(yùn)行與測試
5.1 無線通訊模塊測試
5.1.1 GPRS通訊模塊測試
5.1.2 WIFI通訊模塊測試
5.2 GPS點(diǎn)位測試
5.3 交互板測試
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]“中國制造2025”和德國“工業(yè)4.0”對比研究[J]. 熊檢. 中國集體經(jīng)濟(jì). 2019(10)
[2]基于STM32的棉紡防火現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)难芯縖J]. 楊冬晗,張正華,韓春陽,蔣子琦,崔瀟,葛偉楠,肖哲倫. 電子設(shè)計(jì)工程. 2019(05)
[3]工業(yè)革命4.0背景下的智慧教育新格局[J]. 胡欽太,劉麗清,鄭凱. 中國電化教育. 2019(03)
[4]基于GPRS的煤氣表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 袁玉英,楊禾牧,羅永剛,袁慧祥. 儀器儀表與分析監(jiān)測. 2019(01)
[5]對流層參數(shù)估計(jì)模型在亞太區(qū)域BDS/GPS組合定位中的效能分析[J]. 孫鵬. 城市勘測. 2019(01)
[6]工業(yè)4.0背景下職業(yè)教育產(chǎn)教融合的分析與思考[J]. 朱俊晨,趙彤. 教育教學(xué)論壇. 2019(09)
[7]基于GPRS的中低壓配電網(wǎng)故障定位與校正[J]. 朱立華. 電工技術(shù). 2019(04)
[8]基于物聯(lián)網(wǎng)的中央空調(diào)水系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控[J]. 徐中干. 電子世界. 2019(04)
[9]基于ZigBee和GPRS融合的礦井提升設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 丁江江,李娟莉,王學(xué)文. 中國煤炭. 2019(02)
[10]基于ROS與Contiki的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下數(shù)據(jù)采集機(jī)器人設(shè)計(jì)[J]. 張美平,張毅韜,郭旭城,王志宇. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2019(02)
碩士論文
[1]基于ARM Cortex應(yīng)用處理器和VxWorks操作系統(tǒng)的車載顯示平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 由忠宇.北京郵電大學(xué) 2018
[2]基于STM32的多功能智能健康手表設(shè)計(jì)[D]. 張自達(dá).寧夏大學(xué) 2018
[3]基于STM32和LwIP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)研究與應(yīng)用[D]. 韓興會(huì).西安工程大學(xué) 2018
[4]基于SSM的智能風(fēng)冷式冷熱水機(jī)組控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 周志賢.安徽大學(xué) 2018
[5]基于LwIP和MQTT的室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙易峰.西南交通大學(xué) 2018
[6]物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下車間虛擬監(jiān)控與故障預(yù)警方法研究[D]. 葉維生.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[7]基于GPS和RFID的冷鏈物流遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)車載終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[D]. 蔡焱.華南理工大學(xué) 2017
[8]基于STM32的圖像采集及其配準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 田野.大連交通大學(xué) 2017
[9]面向智能電池管理系統(tǒng)的集成CAN總線接口電路設(shè)計(jì)[D]. 束慶冉.天津大學(xué) 2017
[10]基于ARM和CAN總線的混合動(dòng)力轎車虛擬儀表的研究和實(shí)現(xiàn)[D]. 徐雪峰.長安大學(xué) 2017
本文編號(hào):3368967
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