面向机电设备控制的智能交互技术的研究及应用

发布时间：2020-07-27 20:36

【摘要】： 随着计算机技术及网络的发展,对机电设备的控制已经从过去简单的点对点控制向着分散型、多层次型发展。在现代化的工业控制体系中,人机交互的手段已经从早期的“旋钮与表盘”系统转变为使用简单、交互方便、控制灵活的人机界面交互系统。伴随着工控设备日益繁多复杂,工控市场竞争日益激烈,研究和开发界面友好、组态功能完善、通信能力强大、可靠性高的嵌入式智能交互控制系统,是技术发展的需要,是市场需求的呼唤。本文首先阐述了现代工业控制领域人机交互技术的现状以及嵌入式工业控制系统的发展以及存在的问题,并分析了面向机电设备控制的智能化人机交互技术的需求;随后对工业控制中的嵌入式终端的人机界面系统进行了分析,提出了基于嵌入式软、硬件平台的面向机电设备控制的网络化智能显示系统的总体实施方案。然后,重点围绕构建该系统所涉及到的关键技术从构架、功能和原理上进行了深入分析,包括智能化人机交互技术、人机界面技术、嵌入式平台技术、嵌入文件系统、软件设计模式技术等,并针对部分关键技术在实现过程中存在的问题进行了分析。深入的阐述了人机图形软件的架构设计及工作原理,并针对通信任务调度的特点提出了可重构通信设计方法。文章最后,在对面向机电设备控制的智能交互系统的关键技术进行分析和研究的基础上,实现了人机界面可重构的嵌入式智能人机交互系统的设计,完成了平台的搭建、操作系统的裁剪和移植、图形界面软件的模块化设计和开发。最终达到了面向机电设备人机交互系统的需求,获得理想的效果。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH-39
【图文】：

框图,硬件结构,框图,字节

图 2.1 智能交互系统的硬件结构框图Fig.2.1 Hardware Architecture of the system① 采用三星公司的 S3C2410，主频可达 203MHz；② 64M 字节的 SDRAM，由两片 MT48LC16M16A2 组成，工作在 32 位模式下；③ 64M 字节 NAND Flash，采用的是 K9F1208，可以兼容 16M，32M 或 128M字节； 2M 字节的 Nor Flash，采用的是 SST39VF1601；④ 10M 以太网接口，采用的是 CS8900，带传输和连接指示灯；⑤ LCD 采用 5.6 寸液晶屏，分辨率为 640*480；⑥ 触摸屏，采用四线电阻屏；⑦ 2 个 USB HOST，S3C2410 内置的，符合 USB 1.1；⑧ 3 路 UART 串行口，其中串口 1，2 为复用形式，需外接线引出，波特率可高达 115200bps，并具有 RS232 电平转换电路；⑨ SD 卡接口，兼容 SD Memory Card Protocol 1.0 和 SDIO Card Protocol 1.0；

环境界面

}}}本系统采用了 ARM 公司推出的新一代视窗模式的集成开发环境 ADS（eveloper Suite）实现 BootLoader 的开发，目前最新和支持内核最全的版本可以安装在普通 PC 的 Windows 操作系统下，支持包括 Win98、WinMe 和通用的操作系统。ADS主要由命令行开发工具，ARM实时库,GUI开发环境（arrior 和 AXD），实用程序和支持软件组成。用户可以方便的为 ARM ISC 处理器编写自己的程序或完成连机调试等工作[41]。开发过程中，主要利用了 GUI 开发环境 Code Warrior。该工具是一套成开发工具，充分发挥了 ARM RISC 的优势，使在开发工程中能够很好端的片上系统技术。在整个开发工程中，开发者无需离开 Code Warrior ，节约了在来回更换操作工具上花费的时间，提高了开发的效率，缩短程的周期。Code Warrior 开发环境界面如图 4.3 所示：

链接图,链接,映像文件

图 4.4 链接选择设置Fig.4.4 setting of the link operation序通过 ADS 编译之后可生成两种格式的映像文件.bin 格式和.axf 格文件是真正可下载到 Flash 运行的文件。整个.bin 文件一般可由 DAT CODE 代码部分组成，而前者是可读写的，具有 RW 属性，后者是只O 属性[42],如图 4.5 所示。整个 .bin 映像文件RO 部分RW 部分CODE代码部分DATA数据部分映像文件（域）输出段输入段图 4.5 .bin 文件结构图Figure 4.5 Architecture of the .bin file

【参考文献】