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基于互联网远程控制的控制器设计与实现

作　者: 梁爽
导　师: 王丁; 张勇
学　校: 黑龙江大学
专　业: 控制工程
关键词: 工业控制器 ARM-Linux PID控制互联网远程控制
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 4次
引　用: 0次
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内容摘要

随着互联网应用的日益普及，把嵌入式系统和Internet连接已是一种趋势。同时，随着工业自动化的发展，现场总线越来越受到地域、铺设成本、负载容量等限制。另外，由于目前市场上CANbus、Lonworks、Profibus、FF等多现场总线并存，使得基于现场总线的控制系统的接口协议标准各异，难以统一。这种情况下，设计利用具有接入Internet功能的嵌入式设备，将工业领域数据采集、信息传输等直接在Intranet/Internet上进行，把工业控制与互联网有机地结合起来，实现不限区域的工业远程控制，将更好地满足工业控制领域发展的实际需要。本论文主要研究设计的控制器硬件部分采用高性能、低功耗的32位ARM微处理器作为核心处理单元，在此基础上扩展了数字I/O接口、串口、显示屏和触摸屏接口、网络等接口，与上位机集成于一体。分析和研究了Linux操作系统的内核源码，进行了操作系统和应用程序的开发移植。采用Qt用户界面开发环境设计控制界面用于数据输入显示及控制。建立嵌入式WEB服务器，通过网络IE浏览器进行人机交互，设置控制系统的相关参数。采用增量型PID控制算法，参数可实时调整。最终经过测试和调试，完成远程控制器的设计与实现。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-12
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 课题研究意义  9-11
  1.3 论文研究的主要内容  11-12
第2章远程控制器设计  12-23
  2.1 硬件系统框图  12-13
  2.2 硬件具体电路  13-18
    2.2.1 电源系统  13-15
    2.2.2 复位系统  15
    2.2.3 时钟电路  15-16
    2.2.4 串口  16
    2.2.5 网络接口  16-17
    2.2.6 触摸屏接口  17-18
  2.3 系统结构组成  18
  2.4 控制算法设计  18-22
  2.5 本章小结  22-23
第3章系统软件平台搭建与驱动程序编程  23-35
  3.1 ARM-LINUX 平台搭建  23
  3.2 Boot Loader，Linux 内核，文件系统及驱动移植  23-32
    3.2.1 Boot Loader 移植  23-25
    3.2.2 Linux 内核移植  25-27
    3.2.3 根文件系统的制作  27-29
    3.2.4 网卡芯片驱动移植  29-31
    3.2.5 设备驱动程序编程  31-32
  3.3 建立 Qt 的开发平台  32-34
    3.3.1 Qt 的选择  33
    3.3.2 系统 Qt 开发环境搭建  33-34
  3.4 本章小结  34-35
第4章 Linux 进程间通讯及 Web 人机交互设计  35-46
  4.1 管道设计  35-37
  4.2 Linux 中 WEB 人机交互 CGI 技术设计  37-39
    4.2.1 CGI 设计  37-38
    4.2.2 Linux 中 Web 人机交互设计  38-39
  4.3 工具移植  39-45
  4.4 本章小结  45-46
第5章控制算法编程与远程控制的实现  46-52
  5.1 离散 PID 进程的 Linux 实现  46-47
  5.2 离散 PID 控制参数整定  47
  5.3 离散 PID 控制的实现  47-48
  5.4 远程控制的编程与实现  48-51
    5.4.1 远程控制系统实现  48-49
    5.4.2 延时及丢包处理策略  49-51
  5.5 本章小结  51-52
第6章系统调试  52-59
  6.1 本地 PID 控制器的调试  52-55
    6.1.1 被控对象驱动电路的调试  52-53
    6.1.2 实际测试  53-55
  6.2 远程 PID 控制器的调试  55-58
    6.2.1 网络环境配置  55-56
    6.2.2 远程 PID 控制器的调试  56-58
  6.3 本章小结  58-59
结论  59-61
参考文献  61-67
附录 1  67-74
附录 2  74-81
致谢  81

基于互联网远程控制的控制器设计与实现

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