一种面向车间信息管理便携式信息交互终端硬件系统研究与开发

发布时间：2020-03-21 21:47

【摘要】： 车间层是制造过程中信息流和物流的交汇处,信息的涵盖范围极为广泛,因此车间层信息的管理与集成是整个制造系统能否优化运行的关键因素。然而,目前车间中大多数信息交互装置笨重且可操作性差,缺乏对流过车间层信息的实时分析处理能力,制约着车间层信息化技术在制造业的推广应用。本文依托的科研项目提出了一种面向车间层信息管理的便携式信息交互终端,以满足车间工作人员自由灵活操作、移动便利、快速处理问题的需要,改善车间层与控制层、设计层等企业上层信息交互困难的局面。本文结合项目实践,重点围绕面向车间信息管理的便携式信息交互终端硬件设计进行研究。 首先,针对现有车间层信息交互终端的不适应性,分析了便携式信息交互终端的功能需求,确定了一种适用于车间信息管理的便携式信息交互终端的硬件体系结构。该体系结构包括处理器模块、存储器模块、音视频处理模块、外围接口模块、电源管理模块等,完成整个信息交互终端的运作和控制。设计了实时时钟、软关机电路、掉电存储等功能,使终端因故障死机时无需人的干预而自动复位,保证了终端运行的人性化和稳定性。 然后,开展了基于能耗限制的便携式信息交互终端的硬件模块详细设计,包括外围器件选型、功能模块原理设计、硬件低功耗设计等,详细介绍了低功耗电源管理设计原理及充电电路设计方案;介绍了高速PCB设计地平面规划和叠层设计、系统PCB布局和高速信号线差分线布线设计。 最后,基于便携式信息交互终端的硬件模块详细设计和PCB板产品,进行了系统的硬件调试和系统功能测试,完成了便携式信息交互终端的节电性能测试,主要包括终端的耗电情况测试和运行时间测试。功能测试和节点性能测试结果表明便携式信息交互终端的硬件系统设计满足设计要求。
【图文】：

板层的优化设计成为对 EMC 成本控制的重要因素。考虑到高速信号与电源平面的回流、电源完整性设计，，便携式终端主板采用 8 层板叠层，层叠结构如下图所示图3.17 层板叠层结构图Fig.3.17 Layer Structure Diagram of PCB

差分走线之间的耦合较小，往往只占 10~20%的所以差分走线的主要回流路径还是存在于地平无参考平面的区域，差分走线之间的耦合才会面的不连续对差分走线的影响没有对普通的单分信号的质量，增加 EMI，要尽量避免。例如层 1、地层 1、电源层、信号层 2、信号层 3、最好布在信号层 1 和信号层 3。走线方式的选择没有限制，微带线和带状线均可同差分线之间的间距要求彼此之间的间隔不能线间距。让差分走线靠近无非是为了增强他们的，还能充分利用磁场的相反极性来抵消对外界果能保证使差分对得到充分的屏蔽，不受外界强耦合达到抗干扰和抑制 EMI 的目的。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH166

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 郭要强;;基于MC9S08LL36便携式血糖仪设计[J];电子世界;2011年08期

2 李英成;李晓梅;纪二云;唐述刚;;基于HB6298B的信息终端充电管理设计[J];电子质量;2011年08期

3 ;恩智浦推出超紧凑型电源管理解决方案,推动便携式设备小型化[J];电子与电脑;2011年09期

4 晓雪;;USB充电器和便携式设备保护电路[J];电子世界;2010年05期

5 ;德州仪器业界最低功耗16位DSP平台再添新成员[J];电源技术应用;2010年02期

6 ;TI推出新型运算放大器[J];电源世界;2002年02期

7 谭庆华;;实现便携设备电源管理低功耗和高效率要求的PMU方案[J];集成电路应用;2011年08期

8 ;SMSC推出业界首款可编程USB电源控制器[J];电子与电脑;2011年09期

9 ;安捷伦科技2011年数字电路测试峰会掀起新技术讨论热潮[J];电子测量与仪器学报;2011年08期

10 ;Fluke 5522A 超级多产品校准器闪耀面市 便携式设备,可校准多种电子仪器[J];上海计量测试;2011年03期

相关会议论文 前10条

1 张志刚;叶們生;张志丰;;以电池为中心的便携式设备电源管理[A];第二届全国特种电源与元器件年会论文集[C];2002年

2 刘];;军用加固便携式设备电磁兼容设计[A];中国电子学会电子机械工程分会2007年机械电子学学术会议论文集[C];2007年

3 陆安江;张正平;唐薇;;兼容USB的便携式设备锂电池充电电路设计[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集（二）[C];2007年

4 崔孝海;;宽带功率传感器校准方法研究[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集（二）[C];2007年

5 谈向东;;制冰车间改造的体会[A];上海制冷学会一九八九年年会论文集[C];1989年

6 徐国强;;完善车间设备管理体制,强化设备管理员职能——制丝车间设备综合管理体制初探[A];上海烟草系统2000年度学术论文选编[C];2000年

7 杨固长;崔益秀;;锂离子无机固体电解质及在电池中的应用[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集（上集）[C];2005年

8 ;精密铸造节能措施分析[A];第八届中国铸造协会年会论文集[C];2008年

9 李凤玲;;强化管理 共同发展[A];中国烟草学会“2020年的烟草科学与技术”发展研究学术交流会论文集[C];2004年

10 熊文峰;张新超;;基于XScalePXA255的USB HOST解决方案[A];海南省通信学会学术年会论文集（2006）[C];2006年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 刘飞 通讯员 张小燕;与影响设备安全运行的因素锱铢必较[N];中国安全生产报;2008年

2 实习记者 任羽童;平凡岗位上的不平凡人[N];广元日报;2010年

3 张明　范毅勇;四个检查组指导车间设备春检[N];人民铁道;2007年

4 张海龙;是金子就会闪光[N];中国职工科技报;2006年

5 张海龙;是金子总会发光[N];现代物流报;2006年

6 邱晓峰;海卷烟厂膨丝车间顺利完成技术改造和项目攻关[N];经理日报;2007年

7 祁骅天;通信与消费电子应用影响2008年半导体市场[N];中国电子报;2008年

8 见习记者 李鹏;华恒祥：今年总产值锁定1.5亿[N];眉山日报;2007年

9 司丽华邋通讯员 郭连祥;大庆炼化机电维护车间开展设备“创完好”活动[N];中国石油报;2007年

10 肖卫星 武莉;在“细枝末节”中推进标准化[N];中国冶金报;2007年

相关博士学位论文 前6条

1 贾秀杰;工程机械大型焊接件生产系统关键技术研究[D];山东大学;2009年

2 娄佳娜;现代便携式设备中集成式电源管理的关键技术研究[D];浙江大学;2011年

3 陈东坡;便携式电子设备用高效率、多模式、多输出电源管理芯片的研究与设计[D];浙江大学;2008年

4 孙越明;现代便携式电子设备中低压高能效关键电路的设计与研究[D];浙江大学;2011年

5 张勇;具有环境感知的普适计算服务自适应性研究[D];上海交通大学;2009年

6 陈志强;超深亚微米CMOS集成电路功耗估计方法及相关算法研究[D];浙江大学;2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 张朝霞;一种面向车间信息管理便携式信息交互终端硬件系统研究与开发[D];重庆大学;2009年

2 师皓;基于嵌入式系统的便携式设备巡检仪研发[D];北京化工大学;2012年

3 杨宁;基于DSP的便携式设备巡检仪的研发[D];北京化工大学;2011年

4 上官思楠;便携式多媒体终端的应用研究与开发[D];北京邮电大学;2006年

5 张凌志;基于MSP430单片机的便携式动态心电监护仪研制[D];中南大学;2009年

6 刘宏伟;一款应用于便携式设备中的高频率降压型DC-DC转换器的研究与设计[D];西安电子科技大学;2011年

7 程楠;便携式心电监护仪的硬件设计[D];武汉理工大学;2009年

8 马新芳;便携式设备电源管理研究[D];华中师范大学;2008年

9 丁俊民;移动自组网络安全路由协议研究[D];华中科技大学;2004年

10 沈慧;一种应用于手持音频设备中的低功耗Σ-△调制器设计[D];浙江大学;2006年

本文编号：2593982