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基于LAN的称重控制器的设计

作 者: 江龑
导 师: 房国志
学 校: 哈尔滨理工大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: ARM LAN LWIP 称重
分类号: TP273
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 3次
引 用: 0次
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内容摘要


现如今,社会实现了一定程度的信息化,同时,工业自动化和管理现代化也得到了比较大的发展。动态称重系统有了突飞猛进的发展。采用新的技术、新的理论开发新的智能称重控制系统是必然趋势。首先,本文阐述了动态称重的的概念、发展历程、国内外的发展现状,并从物联网的角度说明了研究基于局域网的称重控制器的现实意义。在此基础上,本文结合嵌入式互联网技术制定了一种具有一定通用性的整体方案,同时,有助于改善传统称重控制器,使其具有网络通讯功能。作为一般网络化称重控制器的设计方案,主要依据简单、开源、免费等理念进行网络化设计。其次,考虑到以后的个性化定制,程序必须方便修改,删除,升级。在软件设计方面,采用了实时多任务可剥夺内核的操作系统,既可以承担一定的称重任务,又具有良好的实时性。同时,采用轻型网络协议,可以在稳定网络下提供局域网通信协议。在编写应用任务方面,进行模块化设计,有利于功能的实现。本系统还编写了简易的上位机软件,具有一定的管理、控制和数据处理等功能,有利于完善控制系统。在硬件设计方面,采用适合衡重的模数转换器、引脚较少的网络控制芯片以及ARM7T DMI核心的控制器等集成器件,可以达到稳定网络下的性能要求。在软硬件的设计过程中,均采取了抗干扰设计,提高称重控制器的稳定性和可靠性。硬件方面主要是电磁兼容性设计,软件方面采取的是数字滤波算法。最后,通过对现场的实际测试和对数据的分析处理,验证了系统的可行性,从而实现了一种具有一定精度的数据采集并且能够在稳定网络环境下进行通信的称重控制系统。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 绪论  11-15
  1.1 称重系统概述  11-14
    1.1.1 动态称重的概念  11
    1.1.2 仪表的发展历程  11-12
    1.1.3 称重仪表的国内外研究现状  12-13
    1.1.4 称重仪表的发展趋势  13-14
  1.2 本论文研究的意义  14
  1.3 本论文的主要工作内容  14-15
第2章 基于LAN的称重控制器整体方案  15-20
  2.1 系统功能和指标  15
  2.2 系统整体设计  15-16
  2.3 系统的硬件方案  16-17
  2.4 本系统的软件方案  17-19
    2.4.1 操作系统的选择  18
    2.4.2 网络协议的选择  18-19
  2.5 本章结论  19-20
第3章 基于LAN的称重控制系统硬件设计  20-32
  3.1 系统硬件框图  20
  3.2 数据采集以及网络通讯电路设计  20-25
    3.2.1 数据采集接口电路的设计  20-21
    3.2.2 模数转换器电路的设计  21-24
    3.2.3 局域网通信电路的设计  24-25
  3.3 人机交互以及辅助电路设计  25-29
    3.3.1 键盘电路的设计  25
    3.3.2 显示电路的设计  25-26
    3.3.3 数据存储电路的设计  26-27
    3.3.4 电源电路的设计  27-28
    3.3.5 实时时钟电路的设计  28-29
  3.4 系统抗干扰设计  29-31
    3.4.1 抗干扰设计必要性  29-30
    3.4.2 硬件抗干扰设计  30-31
  3.5 本章小结  31-32
第4章 基于LAN的称重控制系统的软件设计  32-45
  4.1 称重系统软件的整体概述  32-34
    4.1.1 称重系统软件设计概述  32
    4.1.2 称重系统软件结构  32-33
    4.1.3 软件抗干扰设计  33-34
  4.2 基于μC/OS-II操作系统的LWIP协议栈的移植  34-36
    4.2.1 LWIP协议栈的概要  34
    4.2.2 μC/OS-II移植的主要内容  34-35
    4.2.3 基于μC/OS-II的LWIP协议栈的移植  35-36
  4.3 称重系统任务的设计  36-42
    4.3.1 后台运行任务的设计  36-37
    4.3.2 校准功能任务的设计  37-38
    4.3.3 键盘扫描任务的设计  38-39
    4.3.4 采集数据任务的设计  39-40
    4.3.5 主要运行任务的设计  40-42
  4.4 称重控制器网络通讯设计  42-44
    4.4.1 局域网通信任务的设计  42-43
    4.4.2 上位机管理软件的设计  43-44
  4.5 本章小结  44-45
第5章 实验数据处理和分析  45-49
  5.1 实验结果及分析  45-46
  5.2 系统的误差来源  46
  5.3 系统的误差分析  46-47
  5.4 网络的延时分析  47-48
  5.5 本章小结  48-49
结论  49-50
参考文献  50-53
攻读硕士期间发表的论文  53-54
致谢  54

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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