金属检测仪嵌入式图形用户界面的设计与实现

发布时间：2017-09-28 04:16

  本文关键词：金属检测仪嵌入式图形用户界面的设计与实现

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【摘要】：由于操作设备、原材料等客观因素的存在,食品加工行业难免有混入金属杂质的问题。人一旦吃了含有金属杂质的食品,对食道,口腔等消化系统会造成严重损坏。金属检测仪是一种金属检测装置,它利用电磁感应等原理,在食品加工的各个阶段中,用于检测和剔除这些金属污染物。现在随着金属检测技术的发展,检测设备也要求越来越智能化,测试设备的人机交互界面的设计要求也越来越高。但是国内大部分检测仪器都存在图形用户界面单一、可操作性较差、设备维修困难等问题,所以研制功能更优化、操作更便捷的图形用户界面(Graphical User Interface,简称GUI)势在必行。针对这种现状,本文通过研究分析目前国内外检测仪的开发设计原理,综合实际功能需求,开发设计了一种满足目前金属检测需求且成本较低的嵌入式图形用户界面系统。在提高系统整体性能的同时简化了系统的软件和硬件结构,并在功能使用上做了较大的优化,提升了用户体验。首先,本文从金属检测仪图形用户系统的功能需求开始分析,根据实际功能需求,结合嵌入式GUI系统设计原则,设计出金属检测仪GUI系统的总体方案和总体开发流程,并为提升用户体验对具体功能进行了设计上的规划。其次,根据功能使用和软件需求,本文设计了金属检测仪GUI系统的硬件平台整体方案。对主要的硬件选型和单元电路进行了详细地研究与分析,并将设计完成的嵌入式硬件平台进行了综合调试,验证其稳定性和可靠性。然后,深入分析了μC/OS-III操作系统的工作机制和文件体系结构,根据Keil MDK集成开发环境的特点,实现了emWin图形系统和μC/OS-III在硬件平台上的整合。在此基础上,总结了本系统软件整体设计开发流程,并编写代码实现应用软件具体功能。最后,对所开发的金属检测仪GUI系统的各模块进行运行分析,以及详细地功能测试。最终实现的金属检测仪可长时间稳定工作,全面实现对金属检测仪控制以及一些系列界面操作,并满足了开发所要求的人机交互需求,对将来更为复杂的GUI系统开发提供了一定的参考。
【关键词】：金属检测仪 嵌入式系统 LPC1788 μC/OS-III GUI emWin
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TS207.5;TH89
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 课题来源及应用背景11
• 1.2 金属检测仪概述11-13
• 1.2.1 金属检测仪的国内外研究现状11-13
• 1.2.2 金属检测仪的发展趋势13
• 1.3 嵌入式图形用户界面GUI系统13-15
• 1.3.1 嵌入式系统概述13-14
• 1.3.2 嵌入式GUI的特点14-15
• 1.3.3 嵌入式GUI技术在金属检测仪上的应用15
• 1.4 论文主要研究内容和工作15-17
• 第二章 系统总体方案设计17-26
• 2.1 系统功能需求描述17-18
• 2.1.1 金属检测仪功能描述17
• 2.1.2 金属检测仪GUI需求描述17-18
• 2.2 嵌入式GUI系统设计原则18
• 2.3 系统总体方案设计18-20
• 2.3.1 系统具体功能规划18-19
• 2.3.2 GUI系统总体功能结构19
• 2.3.3 系统总体开发流程19-20
• 2.4 系统硬件平台的选择20-21
• 2.5 实时操作系统的选择21-22
• 2.5.1 嵌入式实时操作系统的分类21-22
• 2.5.2 μC/OS-III的特点22
• 2.6 嵌入式GUI系统的选择22-25
• 2.6.1 常见几种嵌入式GUI22-23
• 2.6.2 各种嵌入式GUI系统的比较23
• 2.6.3 em Win功能介绍23-25
• 2.7 本章小结25-26
• 第三章 系统硬件设计26-35
• 3.1 硬件平台总体设计26
• 3.2 硬件选型与单元电路设计26-31
• 3.2.1 SDRAM和NANDFLASH存储26-28
• 3.2.2 LCD触摸显示电路28-29
• 3.2.3 MRAM存储模块设计29-30
• 3.2.4 RS485串行通信设计30
• 3.2.5 JTAG接口电路设计30-31
• 3.2.6 基础电路设计31
• 3.3 硬件平台设计的实现31-32
• 3.4 嵌入式系统的调试32-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第四章 系统软件设计35-52
• 4.1 系统软件开发环境的搭建35-38
• 4.1.1 Keil MDK的介绍35-36
• 4.1.2 移植μC/OS-III操作系统36-37
• 4.1.3 移植FatFs文件系统37
• 4.1.4 移植em Win图形系统37-38
• 4.2 系统软件整体设计38-40
• 4.3 上下位机通信接口设计40-44
• 4.3.1 ModBus通信协议概述40-41
• 4.3.2 ModBus通信程序设计41-44
• 4.4 系统数据管理设计44-45
• 4.5 应用软件的具体实现45-51
• 4.5.1 系统初始化程序设计45-48
• 4.5.2 中文显示程序设计48-49
• 4.5.3 图片显示程序设计49-50
• 4.5.4 检测模式程序设计50-51
• 4.6 本章小结51-52
• 第五章 系统运行与测试52-61
• 5.1 系统运行和测试环境52
• 5.2 系统各功能模块运行52-58
• 5.2.1 用户登录模块52-54
• 5.2.2 主界面模块54
• 5.2.3 实时检测模块54-55
• 5.2.4 产品信息编辑模块55-57
• 5.2.5 系统设置模块57
• 5.2.6 系统日志模块57-58
• 5.3 系统测试58-59
• 5.4 测试结论59-60
• 5.5 本章小结60-61
• 第六章 结论与展望61-63
• 6.1 全文总结61
• 6.2 研究展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67
• 附录67

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本文编号：933722