基于物联网的挤压生产线数据采集系统研究

发布时间：2017-05-10 12:19

  本文关键词：基于物联网的挤压生产线数据采集系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在市场竞争日益激烈的今天,随着计算机技术、互联网技术以及物联网技术等的飞速发展,实现信息化逐渐成为当代企业降低成本、提高经济效益并获取竞争优势不可或缺的途径之一,尤其是在我国国民经济中占有重要地位的制造业。随着以物联网为代表的信息技术与网络的广泛应用,各种企业无论所处地域、所属行业以及规模如何,均在信息化的道路上不断摸索,为在国民经济中取得一席之地而不断创新、改革,并向着现代化、自动化的方向前进。伴随着物联网技术的应用越来越成熟,考虑将其引入到驱动桥壳的生产制造车间现场能够有效地解决信息化问题。利用物联网的感知层技术即各类传感器可以实现桥壳生产制造车间现场数据的实时采集,再通过网络层的Zig Bee技术将数据传输到计算处理中心。这样我们就可以实时有效地完成车间的环境和制造数据的采集,并且无需生产工人及管理人员的手工操作。本文就是顺应物联网技术在工业中的应用,以整体驱动桥壳的挤压生产线为研究对象,并结合物联网的无线网络以及传感器、Zig Bee等关键技术,在车间自动化产生的基础上,设计并实现了一种基于物联网的挤压生产线数据采集系统装置,重点进行了采集终端设备的选择、硬件电路的设计以及软件设计。本系统的Zig Bee采用的星型网络结构,首先对挤压生产线的数据类型做出具体分析,然后就温度、位移以及压力三个重要参数分别确定了传感器类型:优利德UNI-TUT 305 C专业型红外测温仪、M402659感应同步器数显表以及PTD 702超高压压力变送器。对硬件部分的设计主要采取了模块化的方式,采用了集微处理与无线射频于一体的MC13224芯片,并分别从Zig Bee通信模块、数据采集模块以及其他功能模块分别进行了硬件设计。软件部分的设计分别从Zig Bee协议栈的实现以及数据采集模块的协调器、路由器以及终端节点三部分进行了详细阐述。最终,又在生产车间进行了Zig Bee无线通信的测试以及数据采集的测试,并最终验证了基于物联网的挤压生产线数据采集系统的可行性与稳定性。此套系统模拟了针对挤压生产过程中关键参数,即温度、位移、压力的实时采集,并且具有数据传输稳定可靠、功耗低、组网灵活、实现成本低等优点,只需对采集信号所用的传感器进行替换,便可应用到实际加工过程中,为自动化生产的信息化提供了现实依据借鉴作用。
【关键词】：数据采集 传感器 ZigBee MC13224
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.44;TN929.5;TG378
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 引言11-12
• 1.2 物联网技术及应用12-14
• 1.2.1 物联网的研究背景12-13
• 1.2.2 物联网的实际应用13-14
• 1.3 课题背景与研究意义14-16
• 1.4 国内外研究现状及发展趋势16-18
• 1.5 本文的主要研究内容18-19
• 1.6 论文结构安排19
• 1.7 本章小结19-20
• 第2章 ZigBee技术20-28
• 2.1 ZigBee技术概述20-23
• 2.1.1 ZigBee技术发展概况20-21
• 2.1.2 ZigBee的设备类型21
• 2.1.3 ZigBee的网络拓扑结构21-23
• 2.2 ZigBee协议的体系结构23-25
• 2.3 ZigBee与其他短距离无线通信技术的比较25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 挤压生产线数据分析及研究28-40
• 3.1 整体驱动桥壳的挤压生产线的工艺分析28-31
• 3.1.1 驱动桥壳机械加工工艺分析28-30
• 3.1.2 整体驱动桥壳的挤压生产线的工艺30-31
• 3.2 挤压生产线数据类型分析31-33
• 3.3 传感器的选择33-39
• 3.3.1 温度传感器的选择33-36
• 3.3.2 位移传感器的选择36-39
• 3.3.3 压力传感器的选择39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 挤压生产线数据采集系统总体框架及硬件设计40-53
• 4.1 系统需求分析40-41
• 4.2 设计原则41
• 4.3 系统总体框架设计41-44
• 4.4 ZigBee通信模块硬件设计44-46
• 4.4.1 MC13224无线通信芯片44-45
• 4.4.2 MC13224射频收发45-46
• 4.5 数据采集模块硬件设计46-48
• 4.5.1 温度测量电路的设计46-47
• 4.5.2 位移测量电路的设计47
• 4.5.3 压力测量电路的设计47-48
• 4.6 其他模块硬件设计48-52
• 4.7 本章小结52-53
• 第5章 系统软件设计与测试53-63
• 5.1 开发环境的介绍53-54
• 5.2 ZigBee协议栈的实现54-55
• 5.3 数据采集模块的软件设计55-58
• 5.3.1 协调器的软件设计55
• 5.3.2 路由器的软件设计55-57
• 5.3.3 终端节点的软件设计57-58
• 5.4 测试58-61
• 5.4.1 实验平台的介绍58-59
• 5.4.2 ZigBee无线通信测试59
• 5.4.3 数据采集测试59-61
• 5.5 本章小结61-63
• 第6章 结论与展望63-65
• 6.1 结论63
• 6.2 展望63-65
• 参考文献65-69
• 致谢69

【参考文献】

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  本文关键词：基于物联网的挤压生产线数据采集系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：354760