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基于STM32的工业设备状态无线监控系统的设计

作 者: 张东升
导 师: 喻言
学 校: 大连理工大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: 无线通信 STM32 嵌入式 工业设备状态
分类号: TP277
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要


当今消费类电子产品的需求越来越旺盛,相应的制造工厂产能也随之扩大。一些大型高速自动化生产设备越来越受到青睐,随着各个企业大型设备的不断增加,也对相关操作人员和维修人员提出了更高的要求。为了保证设正常运转,需要操作人员及时调整设备状态排除故障,同时管理人员也需要实时了解所有设备的运转状态和产能等信息。根据各个设备状态信息及时调整产能,使设备工作在最佳和最优状态。所以对工业设备运转状态进行集中监测就显得尤为重要。目前,国内电子制造企业对高速贴片机、高速冲压机、成型机等大型设备的运转状态监控一般都是采用人工观测和声音报警的方法。人工观测存在着明显的不足,人工观测存在周期长、效率低、工作量大、统计难等缺点。同时人工监测难以实时掌握工业设备的运行状态和产能等指标,这些都将影响生产效率和成本以及工业现场的管理水平,国内电子制造企业急需对生产设备进行集中监控的的技术和产品。本文通过对国内电子制造企业工业设备监测系统发展现状进行跟踪了解,采用嵌入式系统和无线通信网络设计了基于无线传输网络的工业设备状态监控系统。整个系统由上位机PC、综合数据处理终端、无线数据采集终端等几部分组成。综合数据处理终端以Cortex-M3内核处理器STM32F103RCT6为核心负责整合无线数据采集终端上传的数据并上传给上位机,同时通过TTS语音合成技术发出设备状态异常提醒信息;无线数据采集终端负责通过开关量输入以及RS-232C等多种接口采集工业设备的各种状态通过无线通信单元将数据传输到综合数据处理终端,同时采用2GB Micro SD对历史数据进行存储,配有128X64液晶显示屏来显示设备状态,同时方便现场的调试和维护。上位机软件通过设备工作状态数据进行分析和统计,可实时远程显示设备状态,同时通过数据库技术对相关数据进行存储方便管理者查询。本系统已通过企业验收并投入使用,目前正实时监测19条高速贴片机生产线的运行状况。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-12
  1.1 工业设备状态监测的意义  9-10
  1.2 工业设备状态监测的发展历程  10-11
  1.3 本文主要研究内容及结构  11-12
2 系统总体设计  12-14
  2.1 方案设计依据与关键技术分析  12-13
  2.2 工业设备无线监控系统的组成  13-14
3 系统硬件设计  14-33
  3.1 综合数据处理终端硬件设计  14-20
    3.1.1 STM32嵌入式最小系统设计  14-16
    3.1.2 串口通信与ISP电路设计  16-17
    3.1.3 LDO电源电路设计  17
    3.1.4 TTS语音放大电路设计  17-19
    3.1.5 继电器输出电路设计  19-20
  3.2 无线数据采集终端硬件设计  20-25
    3.2.1 LCD液晶显示电路设计  21
    3.2.2 状态按键与指示电路设计  21-22
    3.2.3 开关量输入电路设计  22-23
    3.2.4 终端参数与数据存储电路设计  23-25
    3.2.5 红外遥控接收电路设计  25
  3.3 无线通信单元  25-30
    3.3.1 无线通信方案比较与选择  26-28
    3.3.2 JZ891无线通信模块设置与操作  28-30
  3.4 语音输出单元  30-33
    3.4.1 TTS语音合成芯片  31
    3.4.2 SYN6658语音模块设置与操作  31-33
4 下位机软件设计  33-52
  4.1 通信协议的定制  33-36
  4.2 综合数据处理终端软件设计  36-40
    4.2.1 RealView MDK集成开发环境  36-37
    4.2.2 综合数据处理终端主程序设计  37-38
    4.2.3 串口通信程序设计  38-39
    4.2.4 TTS语音控制程序设计  39-40
  4.3 无线数据采集终端软件设计  40-52
    4.3.1 LCD液晶显示程序设计  41-42
    4.3.2 状态按键程序设计  42-43
    4.3.3 FatFs文件系统的移植  43-45
    4.3.4 红外遥控接收程序设计  45-48
    4.3.5 实时时钟程序设计  48-52
5 上位机软件设计  52-59
  5.1 设备状态实时显示软件设计  52-53
  5.2 生产计划设定软件设计  53-55
  5.3 生产数据查询与统计软件设计  55-57
  5.4 远程视频显示系统的搭建  57-59
6 系统的测试与实际应用  59-61
结论  61-62
参考文献  62-65
致谢  65-66

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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 > 监视、报警、故障诊断系统
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