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面向材料试验机领域的嵌入式设备控制中间件的研究与应用

发布时间:2018-09-04 12:15
【摘要】:随着嵌入式在工业领域的发展,越来越需要解决因为底层复杂的设备差异导致的开发周期长、开发人员压力大、需要的知识多等问题。因此借鉴PC机的软总线技术和CORBA的代理机制,通过分析现有的各个领域的嵌入式中间件产品的特点,结合工业控制领域特有的问题,研究并设计了针对小型工业设备的中间件,部署在“嵌入式控制器+触摸屏”的硬件环境下。并在材料冲击试验机上进行了验证,取得了较好的效果。将设备的驱动程序、核心的类似于对文件系统的读写一样的系统调用封装成组件,在应用层生成调用组件的代理机制,这组成了中间件的基本架构和思想。整个中间件由4个功能模块组成,数据存储模块提供统一的接口与Sqlite嵌入式数据库交互。应用管理模块用来管理各个应用的启动、终止和调度。设备控制模块扮演着命令解析的角色,它不但接受本地用户的命令也能处理分布式情况下远端客户的命令。数据处理模块分为数据采集与数据融合两个子模块,扮演着数据处理的角色。将相融矩阵融合算法集成到中间件中,去除无效数据,提高了实验数据的精确度和可信度。又设计了基于全局的两张表,分别是设备文件映射表和数据类型映射表。这两张表作为以上4个功能模块相互联系的纽带共同铺设在操作系统与设备驱动之上,构成了多层次的中间件层。中间件基于CE9200开发板的硬件平台,使用嵌入式Linux系统和Qt的集成开发环境。设计了ApplicationManage,Control Middleware,Data Fusion,DataPicker,Data Save这5个C++类。通过对这几个类的不断扩展细化,可以完善针对工业控制领域的中间件的设计。
[Abstract]:With the development of embedded system in the industrial field, it is more and more necessary to solve the problems such as long development cycle, great pressure of developers and much knowledge due to the complex equipment differences at the bottom. Therefore, referring to the soft bus technology of PC computer and the proxy mechanism of CORBA, by analyzing the characteristics of embedded middleware products in various fields and combining with the special problems in industrial control field, the middleware for small industrial equipment is studied and designed. Deployment in the "embedded controller touch screen" hardware environment. The results are verified on the material impact testing machine, and good results are obtained. This paper encapsulates the device driver, which is similar to reading and writing to the file system, into components, and generates the proxy mechanism of calling components in the application layer, which constitutes the basic architecture and idea of middleware. The whole middleware consists of four functional modules, and the data storage module provides a unified interface with the Sqlite embedded database. The application management module is used to manage the startup, termination and scheduling of each application. The device control module plays the role of command parsing. It not only accepts commands from local users but also processes commands from remote customers in distributed situations. Data processing module is divided into two sub-modules: data acquisition and data fusion, which play the role of data processing. The fusion matrix fusion algorithm is integrated into the middleware to remove invalid data and improve the accuracy and reliability of experimental data. Two tables based on the whole world are designed, which are the equipment file mapping table and the data type mapping table. These two tables are used as the link between the above four functional modules, which are laid on the operating system and device driver together, and form a multi-level middleware layer. The middleware is based on the hardware platform of CE9200 development board, and uses the integrated development environment of embedded Linux system and Qt. The five C classes of ApplicationManage,Control Middleware,Data Fusion,DataPicker,Data Save are designed. Through the continuous expansion and refinement of these classes, the middleware design in industrial control field can be improved.
【学位授予单位】:北方民族大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP311.52

【参考文献】

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本文编号:2222073

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