基于中间件技术的分布式3D打印控制系统研究
发布时间：2021-01-11 10:12
在工业级3D打印装备大型化发展的过程中,其配备4个甚至更多的激光振镜扫描系统,零件的加工尺寸可达2米以上,待处理的模型文件尺寸可达数GB甚至更大,且仍在不断增长。然而由于计算机扩展接口有限且单台计算机难以满足该类型文件的处理需求,造成装备硬件可伸缩性差和数据处理规模受限等问题。针对此类问题,开发了基于中间件技术、面向服务的上层软件平台和基于以太网的底层硬件控制器,进而实现了一种分布式的3D打印控制系统。在对3D打印工艺处理过程以及硬件可扩展性综合分析的基础上,设计了基于中间件技术的系统体系结构。系统将3D打印通用数据处理过程抽象为服务,并利用中间件使其以独立的模块向系统提供数据处理服务。装备应用程序以面向服务的方式开发,向系统请求服务并将最终的加工数据通过以太网分发给多个硬件控制器。开发了分布式3D打印面向服务的系统软件平台。基于高性能的轻量级中间件ZeroMQ,开发了以ROUTER套接字为核心的3D打印管理中心,实现各个系统模块的注册、数据处理流的导向、任务分发和实时状态检测。同时,提出了基于PUSHPULL并行任务模式对GB级STL模型并行切片的数据处理方法,实现了3D打印设备的远...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZeroMQ测试环境Figure2-5TestingenvironmentofzeroMQ
(c) Windows 环境校园网环境不同主机 (d) Windows-Linux 局域网图 2-6 ZeroMQ 在不同环境下的数据传输性能测试Figure 2-6 Data transmission performance test in different environment of ZeroMQ.(a)Different processes and the same host in Windows;(b) Different host in Windows LAN; (c)Different host in Windows campus network;(d)Different host in Windows-Linux LAN.因为 ZeroMQ 以驱动库的形式加载进程序中，故需要对库大小进行测试 表 2-为 ZeroMQ 在 Windows 平台上由 Visual Studio 2015 v140 工具链编译后的大小 表 2-1 ZeroMQ 软件大小Table 2-1 Software size of ZeroMQ32 位 64 位ReleaseDLL: 341KBLIB: 14KBDLL: 451KBLIB: 13KBDebugDLL: 1423KBLIB: 14KBDLL: 1851KBLIB: 13KB在分布式 3D 打印系统中，应具有尽可能快的响应能力，如果由于数据本身的传输导致整个系统的较大延迟，那么基于中间件的 3D 打印系统就不能提高整体性能
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【参考文献】：
期刊论文
[1]物联网通信中间件的设计与实现[J]. 杨慧慧,岳峻,贾世祥,李振波,李文升. 鲁东大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]探究序列化与反序列化[J]. 舒尹. 通讯世界. 2019(01)
[3]SLM铺粉3D打印设备控制系统设计与实现[J]. 熊金,王体泮. 自动化技术与应用. 2018(12)
[4]基于3D打印技术的制造企业分布式生产网络优化[J]. 戢守峰,金玉然. 工业工程与管理. 2018(05)
[5]基于FPGA的SDRAM接口设计及实现[J]. 齐佳硕,王洪岩. 电子测量技术. 2018(19)
[6]FPGA跨时钟域信号同步设计方法研究[J]. 宋文强,胡毅. 单片机与嵌入式系统应用. 2018(09)
[7]基于ZeroMQ的SOA分布式通信系统设计[J]. 李冬琦,高键. 计算机与数字工程. 2018(06)
[8]基于ActiveMQ的任务集成管理系统设计与实现[J]. 冯云姣,吴斌,曾辉,卢嘉川,郑丹晨,韩飞,张婷. 科技视界. 2018(05)
[9]3D打印嵌入式工业控制系统硬件设计[J]. 葛红宇,罗茂炫,张建华,安仲帅,邢跃进. 工业控制计算机. 2018(01)
[10]FPGA设计中跨时钟域的问题与方法[J]. 王利祥. 电子技术与软件工程. 2017(24)
博士论文
[1]选择性激光烧结快速成形中振镜扫描与控制系统的研究[D]. 文世峰.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]基于中间件技术的分布式测试技术研究[D]. 张玉.电子科技大学 2018
[2]基于FPGA的千兆以太网高速图像采集与传输系统的设计[D]. 王昊.内蒙古大学 2017
[3]基于FPGA的三维激光扫描控制系统的设计研究[D]. 张花信.西安电子科技大学 2017
[4]3D打印控制系统的研究与实现[D]. 孟昭鹏.大连理工大学 2017
[5]金属增材/减材复合成形装备控制系统设计与研发[D]. 夏伟.华中科技大学 2016
[6]《3D太空打印技术》（引言）翻译报告[D]. 赵晓波.四川外国语大学 2016
[7]基于中间件技术的分布式监测系统研究[D]. 蒲凤平.西南交通大学 2012
[8]基于ARM+FPGA的激光打标机控制器设计[D]. 闫伟强.南京理工大学 2010
本文编号：2970582
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZeroMQ测试环境Figure2-5TestingenvironmentofzeroMQ
(c) Windows 环境校园网环境不同主机 (d) Windows-Linux 局域网图 2-6 ZeroMQ 在不同环境下的数据传输性能测试Figure 2-6 Data transmission performance test in different environment of ZeroMQ.(a)Different processes and the same host in Windows;(b) Different host in Windows LAN; (c)Different host in Windows campus network;(d)Different host in Windows-Linux LAN.因为 ZeroMQ 以驱动库的形式加载进程序中，故需要对库大小进行测试 表 2-为 ZeroMQ 在 Windows 平台上由 Visual Studio 2015 v140 工具链编译后的大小 表 2-1 ZeroMQ 软件大小Table 2-1 Software size of ZeroMQ32 位 64 位ReleaseDLL: 341KBLIB: 14KBDLL: 451KBLIB: 13KBDebugDLL: 1423KBLIB: 14KBDLL: 1851KBLIB: 13KB在分布式 3D 打印系统中，应具有尽可能快的响应能力，如果由于数据本身的传输导致整个系统的较大延迟，那么基于中间件的 3D 打印系统就不能提高整体性能
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【参考文献】：
期刊论文
[1]物联网通信中间件的设计与实现[J]. 杨慧慧,岳峻,贾世祥,李振波,李文升. 鲁东大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]探究序列化与反序列化[J]. 舒尹. 通讯世界. 2019(01)
[3]SLM铺粉3D打印设备控制系统设计与实现[J]. 熊金,王体泮. 自动化技术与应用. 2018(12)
[4]基于3D打印技术的制造企业分布式生产网络优化[J]. 戢守峰,金玉然. 工业工程与管理. 2018(05)
[5]基于FPGA的SDRAM接口设计及实现[J]. 齐佳硕,王洪岩. 电子测量技术. 2018(19)
[6]FPGA跨时钟域信号同步设计方法研究[J]. 宋文强,胡毅. 单片机与嵌入式系统应用. 2018(09)
[7]基于ZeroMQ的SOA分布式通信系统设计[J]. 李冬琦,高键. 计算机与数字工程. 2018(06)
[8]基于ActiveMQ的任务集成管理系统设计与实现[J]. 冯云姣,吴斌,曾辉,卢嘉川,郑丹晨,韩飞,张婷. 科技视界. 2018(05)
[9]3D打印嵌入式工业控制系统硬件设计[J]. 葛红宇,罗茂炫,张建华,安仲帅,邢跃进. 工业控制计算机. 2018(01)
[10]FPGA设计中跨时钟域的问题与方法[J]. 王利祥. 电子技术与软件工程. 2017(24)
博士论文
[1]选择性激光烧结快速成形中振镜扫描与控制系统的研究[D]. 文世峰.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]基于中间件技术的分布式测试技术研究[D]. 张玉.电子科技大学 2018
[2]基于FPGA的千兆以太网高速图像采集与传输系统的设计[D]. 王昊.内蒙古大学 2017
[3]基于FPGA的三维激光扫描控制系统的设计研究[D]. 张花信.西安电子科技大学 2017
[4]3D打印控制系统的研究与实现[D]. 孟昭鹏.大连理工大学 2017
[5]金属增材/减材复合成形装备控制系统设计与研发[D]. 夏伟.华中科技大学 2016
[6]《3D太空打印技术》（引言）翻译报告[D]. 赵晓波.四川外国语大学 2016
[7]基于中间件技术的分布式监测系统研究[D]. 蒲凤平.西南交通大学 2012
[8]基于ARM+FPGA的激光打标机控制器设计[D]. 闫伟强.南京理工大学 2010
本文编号：2970582
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