柔性生产线CAN和LoRa网络融合系统设计与实现
本文关键词:柔性生产线CAN和LoRa网络融合系统设计与实现 出处:《郑州大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:柔性生产线能极大的提高工厂的生产效率及产品质量,实习单位决定同意接受长葛易和电气有限公司的委托,合作开发一条用于生产“高压真空断路器”的柔性生产线。本文作者负责柔性生产线信息系统的设计及实施。结合工业生产现场环境复杂以及信息系统高可靠性的要求,工程中使用了CAN和LoRa技术构建了柔性生产线的网络系统。该系统的构成主要分为三个模块,即工位状态监测模块、RGV控制模块和多协议网关模块。工位状态监测模块负责采集工位状态,通过CAN总线连接到网关模块。RGV控制模块负责采集RGV状态及控制RGV的行走,通过LoRa模块连接到网关模块。网关模块通过以太网与上位机连接,实现了CAN与LoRa网络的融合,完成了工位、RGV与上位机服务器间的信息交互。本文从硬件和软件两方面详细地描述了CAN和LoRa网络融合系统的设计与实现,主要内容如下:1、在硬件设计方面,遵循模块化设计思想,分别设计了工位状态监测子板、RGV控制子板及网关子板。以PIC18F25K80为核心设计了基于CAN通信的工位子板,实现了工位状态检测及CAN基础通信;以dsPIC30F6010A及sx1278为核心设计了RGV控制子板,实现了RGV的运动控制及LoRa数据流传输;以PIC32MX795F512L为核心,结合DP83848I及SX1278设计了网关子板,完成了LoRa、Can与Ethernet的互通。2、在软件设计方面,设计编写了CAN、LoRa及Ethernet的驱动程序及应用程序。CAN方面,实现了CAN总线的硬件驱动,并在此基础上自定义了CAN的应用层的帧格式,设计了网络通信过程中使用的主从通信机制及事件触发机制;LoRa方面,实现了SX1278的硬件驱动,并自定义了LoRa数据链路层协议及应用层协议,解决了peer-to-peer对等网络的数据收发问题,实现了基于LoRa的网络通信;在网关方面,完成了以太网的硬件驱动及TCP/IP协议栈的移植,在此基础上定义了网关的转换协议,完成了LoRa、Can与Ethernet间的协议转换。3、最后,对该CAN与LoRa网络的融合系统的通信功能进行了测试,包括Can和Ethernet之间的通信以及LoRa和Ethernet之间的通信,获得了比较理想的结果。
[Abstract]:Flexible production line can greatly improve the production efficiency and product quality, practice unit decided accepted by general Ge Yi and Electric Co. Ltd., cooperation in the development of a flexible production line for production of high voltage vacuum circuit breaker ". The author is responsible for the design and implementation of flexible production line information system. Combined with the industrial production environment the complex information system and high reliability requirements, network system using CAN and LoRa technology to build a flexible production line. The structure of the system is mainly divided into three modules, namely the state monitoring module, RGV control module and multi protocol gateway station module. The monitoring module is responsible for collecting station, connected to the gateway module.RGV control module is responsible for collecting the status of RGV and control RGV walk through CAN bus, connected to the gateway module through the LoRa module through Ethernet gateway module. Network connected to the host computer, realizes the combination of CAN and LoRa network, the station information interaction between RGV and PC server. This paper from two aspects of hardware and software are described in detail the design and implementation of CAN and LoRa network integration system, the main contents are as follows: 1, in the design of hardware, follow the idea of modular design, design station monitoring board, RGV control board and the board. The gateway is designed based on PIC18F25K80 station board based on CAN communication, to achieve position detection and CAN based communication; using dsPIC30F6010A and sx1278 as the core design of the RGV control board, realize the motion control and LoRa data RGV stream transmission; using PIC32MX795F512L as the core, the gateway board design with DP83848I and SX1278, completed the LoRa, Can and.2 Ethernet exchange, in the aspect of software design, designs the CAN, LoRa and Ethernet. Dynamic program and.CAN application program, realized the CAN bus hardware driver, and on the basis of the custom frame format of the application layer CAN, design a master-slave communication mechanism and network communication in the process of using the event triggering mechanism; LoRa, SX1278 realized the hardware drive, and customize the LoRa data link layer protocol and application layer protocol, to solve the problem of data transmission of peer-to-peer network, realizes the network communication based on LoRa; in the gateway, the completion of the Ethernet hardware driver and TCP/IP protocol stack transplantation, were defined on the basis of the protocol conversion gateway, completed the LoRa, Can and Ethernet protocol conversion between.3. Finally, the communication function of fusion system CAN and LoRa network were tested, including the communication between Can and Ethernet communication and LoRa and Ethernet, is obtained satisfactory results.
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM561.2;TP278
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,本文编号:1378927
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