面向汽车装配的嵌入式生产监控技术研究与系统开发

论文摘要

汽车工业是现代制造业中最有代表性又最具活力的产业之一,为适应现代汽车制造业的发展需要,汽车装配生产线的监控与管理出现了许多新的要求。运用实时监控系统对生产过程进行管理是现代生产管理的发展方向,而实时数据采集和传输是生产现场监控系统的基础。目前工业上基本上都采用PC或PLC作为主要的监控手段,这不仅浪费了资源,而且提高生产成本。在充分研究国内外研究现状与技术水平的基础上,本文将嵌入式技术引入汽车装配线的监控与管理系统,针对汽车装配生产现场信息采集与显示需求,设计开发了基于嵌入式技术的生产数据实时采集与显示一体化系统。论文首先提出了系统实现的总体方案和关键技术。然后从硬件设计和软件设计两方面详细介绍了系统实现方法和过程。在硬件设计方面,充分考虑了电磁兼容性,完成了硬件电路的优化设计;在软件设计方面,完成了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的移植,VGA视频显示应用程序的开发,并在移植嵌入式TCP/IP协议栈的基础上实现了基于以太网的数据采集和嵌入式Web Server。本文设计开发的嵌入式生产数据采集与显示一体化系统,通过试验和初步应用表明可通过以太网实现生产现场实时信息采集与处理,不仅可抛开PC机或PLC实现实时信息显示,还能够通过浏览器进行远程访问,并具有结构简单、成本低、使用方便等特点,为实现生产过程实时信息采集与监视提供了新的技术手段。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 汽车装配与生产管理
• 1.1.1 汽车装配
• 1.1.2 装配车间生产管理系统
• 1.2 国内外研究的现状及发展趋势
• 1.3 课题来源、研究内容与意义
• 1.4 论文的主要工作
• 第二章 嵌入式生产数据采集与显示系统总体设计
• 2.1 嵌入式系统概述
• 2.1.1 嵌入式系统的概念
• 2.1.2 嵌入式系统的组成
• 2.1.3 嵌入式系统的一般设计方法
• 2.2 嵌入式生产数据采集与显示系统总体框架设计
• 2.3 系统设计的关键技术
• 2.4 系统开发工具和环境
• 第三章 嵌入式生产数据采集与显示系统硬件设计
• 3.1 处理器简介
• 3.1.1 ARM
• 3.1.2 80x86
• 3.2 系统整体硬件体系结构方案设计
• 3.3 硬件电路分析与设计
• 3.3.1 CPU 核心电路
• 3.3.2 电源电路
• 3.3.3 复位电路
• 3.3.4 JTAG 接口电路
• 3.3.5 以太网接口电路
• 3.3.6 VGA 接口电路
• 3.3.7 键盘控制电路
• 3.3.8 RS232 转换电路
• 3.4 电磁兼容性设计
• 3.4.1 电磁兼容的基本原理
• 3.4.2 PCB 中的电磁兼容性设计
• 3.4.3 PROTEL DXP 在PCB 电磁兼容设计中的应用
• 第四章 嵌入式生产数据采集与显示系统软件设计
• 4.1 嵌入式操作系统
• 4.1.1 嵌入式操作系统概述
• 4.1.2 嵌入式操作系统的选择
• 4.1.3 μC/OS-Ⅱ在LPC2210 上的移植
• 4.2 VGA 视频输出的实现
• 4.2.1 VGA 显示原理
• 4.2.2 图形显示程序的开发
• 4.2.3 字符显示程序的开发
• 4.3 嵌入式TCP/IP 协议栈的实现
• 4.3.1 TCP/IP 协议栈分析
• 4.3.2 嵌入式协议栈的实现特点及ZLG/IP 介绍
• 4.3.3 ZLG/IP 的移植
• 4.3.4 TCP 通信程序设计
• 4.3.5 Modbus 在TCP/IP 协议上的应用
• 4.4 嵌入式 Web Server 的设计与实现
• 4.4.1 HTTP 协议简介
• 4.4.2 嵌入式Web Server 的实现
• 第五章 上位机软件开发与系统调试
• 5.1 上位机软件设计
• 5.1.1 Socket 网络通信
• 5.1.2 ADO 技术
• 5.1.3 上位机界面
• 5.2 系统调试
• 5.2.1 硬件调试
• 5.2.2 软件调试
• 5.3 系统应用试验
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 进一步展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的论文和参与的项目
• 附录