基于Device Net的智能数据采集系统的设计与实现

发布时间：2017-07-02 14:14

  本文关键词：基于Device Net的智能数据采集系统的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现场总线技术形成和发展于20世纪末期,以其灵活、稳定等优势得以迅速发展,逐渐被广泛应用于多种领域的现场智能控制设备中。这项以计算机技术、通讯技术和控制技术为主的综合技术,越来越成为自动化方向发展的热点。本文是基于武慈制药厂的自动化改造项目设计并实现了一种智能数据采集系统。主要研究工作包括:(1)系统设计采用最新的Device Net总线方式,对Device Net协议规范进行了深入的研究,因为Device Net总线技术是在CAN的基础上延伸发展出来的,所以在设计的初期也对CAN总线技术进行了详细的了解。(2)通过一系列的研究选择了集成程度较高,性能稳定的STM32系列微处理器作为系统和各个外围模块的控制核心,并基于Device Net技术设计了一个智能化的数据采集系统。(3)本论文详细介绍了本次智能数据采集系统的设计过程,包括硬件电路、智能节点模块的PCB设计及其固件库程序开发,以上都是以STM32F103作为处理核心,并且做了基本的通讯测试。(4)另外还有CAN转USB数据适配器的硬件电路和该模块的固件库程序都是以STM32F105微处理器作为处理核心,然后还详细介绍了外围供电电路的设计。(5)以Visual C++6.0作为上位机的开发工具,最终对系统进行了整体调试,并且实现了用上位机对现场的设备进行远程控制的最初设想。最终的测试结果表明本次设计的智能数字采集系统具有良好的性能,在实时性,和抗干扰性能方面都具有良好的参考价值,可以用在工业控制中需要数据采集的领域,并且能够实现远程化和智能化。使得武慈制药厂的生产力得到了大幅的上升,另外由于设计的过程中都是采用标准接口以保证系统具有良好的兼容性。相信在以后的发展中用Device Net总线方式和电子技术或自动化技术相结合的智能设备将是未来智能化发展的总体方向。
【关键词】：Device Net CAN总线 数据采集 智能化
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP274.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景和意义10-12
• 1.2 现场总线的研究发展现状12-15
• 1.3 本文研究的主要内容15
• 1.4 本文的结构安排15-16
• 第2章 DEVICE NET的现场总线技术16-25
• 2.1 DEVICE NET的数据链路层及物理层16-18
• 2.1.1 Device Net的物理层以及物理媒体16-17
• 2.1.2 Device Net的数据链路层和应用层17-18
• 2.2 PRODUCER/CUSTOMER网络模型18-21
• 2.2.1 显式报文和I/O报文18-21
• 2.2.2 I/O触发机制21
• 2.2.3 Device Net数据通信方式21
• 2.3 DEVICE NET对象模型21-22
• 2.4 Device Net设备描述22-23
• 2.5 Device Net的重复MACID检测和指示器23
• 2.6 本章小结23-25
• 第3章 总体方案设计25-30
• 3.1 功能概述25-26
• 3.2 需求分析26
• 3.3 整体规划26-27
• 3.4 上位机软件开发平台选择27
• 3.5 微处理器的选择27-28
• 3.6 系统分析28-29
• 3.7 本章小结29-30
• 第4章 硬件系统设计与实现30-38
• 4.1 现场智能节点模块电路设计30-34
• 4.1.1 现场智能节点模块整体结构30
• 4.1.2 微处理器基本外围电路30-32
• 4.1.3 外部供电电路32
• 4.1.4 CAN接口电路模块32-33
• 4.1.5 模块地址及波特率设定电路33
• 4.1.6 数字量输入输出电路33-34
• 4.2 数据适配器模块电路34-37
• 4.2.1 通信接口的选择35
• 4.2.2 模块整体结构35
• 4.2.3 CAN接口电路35-36
• 4.2.4 USB接口电路36-37
• 4.3 本章小结37-38
• 第5章 软件系统设计38-51
• 5.1 模块固件程序开发环境简介38
• 5.2 J-Link仿真器的简介及使用38-40
• 5.3 现场智能节点模块固件开发40-43
• 5.3.1 ST函数库和外设驱动40-42
• 5.3.2 Device Net通信协议在STM32上的实现42-43
• 5.3.3 现场智能节点模块主程序设计43
• 5.4 数据适配器模块固件开发43-47
• 5.4.1 STM32 USB全速设备函数库简介44-45
• 5.4.2 CAN的驱动45
• 5.4.3 数据适配器模块主程序设计45-47
• 5.5 上位机软件设计47-48
• 5.5.1 人机交互界面设计47-48
• 5.5.2 应用程序设计48
• 5.6 系统软件的总体设计48-50
• 5.7 本章小结50-51
• 第6章 系统电路板制作和整体调试51-55
• 6.1 硬件电路板的制作51-52
• 6.2 系统整体调试52-53
• 6.2.1 微处理器系统调试52
• 6.2.2 通信可靠性调试52-53
• 6.3 系统整体调试53-54
• 6.4 本章小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-58
• 致谢58

  本文关键词：基于Device Net的智能数据采集系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：510232