一种基于Windows CE的MES信息交互终端系统的设计和应用

论文摘要

随着企业信息化技术的不断发展,MES(Manufacturing Execution System,制造执行系统)作为连接企业上层计划管理和底层控制的桥梁,在企业信息化领域发展迅速。MES的信息交互技术是实施车间设备层信息化系统的关键问题,本文依托的科研项目提出了一种MES信息交互终端,该终端在MES中主要完成生产监控、操作工指导、加工过程示教、报警等功能,增强了企业内的信息交流与共享能力以及信息的实时性,提高了企业的制造能力、降低成本。该终端是一个软硬件一体化的嵌入式设备,并采用Windows CE操作系统。本文结合项目实践,重点围绕MES信息交互终端硬件平台上Windows CE操作系统的移植和硬件接口驱动的实现进行了研究。首先,论文介绍了一种面向设备层的MES运行模式,分析了MES信息交互终端在MES功能实现层的支撑平台的作用;然后对MES信息交互终端的硬件结构进行了阐述,并重点介绍了RMI AU1100处理器性能及硬件平台接口设计;最后通过对典型嵌入式操作系统的分析,对MES信息交互终端系统进行了选型,提出了一种以Windows CE操作系统的MES信息交互终端系统方案。其次,介绍了Windows CE的设备驱动模型和中断体系结构,基于上述驱动模型和中断体系结构的研究,根据MES信息交互终端中各个通讯接口和人机交互接口的硬件电路连接,设计并实现了各个接口的驱动软件。其中,通讯接口包括以太网接口和通用串行总线(USB)接口等,人机交互接口包括LCD图形显示接口、触摸屏输入接口和音频输入输出接口等。再次,介绍了Windows CE的系统结构即系统模型和核心操作系统服务。详细分析了MES信息交互终端硬件平台上Windows CE操作系统的移植步骤和Boot Loader的开发步骤。阐述了Windows CE操作系统移植的调试方法和过程。最后,通过将某课题组所设计的车间制造过程信息系统加载到基于Windows CE的MES信息交互终端平台上,并将该MES系统应用到南方英特空调有限公司生产车间,使得企业生产效率明显提高,企业在市场竞争中赢得优势,证实了这种基于Windows CE的MES信息交互终端的可行性和实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出及意义
• 1.1.1 MES 简介
• 1.1.2 嵌入式系统在工业控制中的应用
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 MES 信息交互终端的研究现状
• 1.2.2 国内外嵌入式系统的研究现状
• 1.2.3 嵌入式Windows CE 的发展现状
• 1.2.4 国内外研究现状的分析
• 1.3 论文的研究意义和课题来源
• 1.3.1 本论文研究的目的和意义
• 1.3.2 本论文研究的课题来源
• 1.4 论文研究的主要内容
• 1.5 本章小结
• 2 一种MES 信息交互终端的体系结构及操作系统选型
• 2.1 一种面向设备层的MES 运行模式
• 2.2 MES 信息交互终端的硬件结构
• 2.3 MES 信息交互终端操作系统选型及软件体系结构
• 2.3.1 MES 信息交互终端操作系统对比
• 2.3.2 一种MES 信息交互终端的软件体系结构
• 2.4 本章小结
• 3 MES 信息交互终端的底层接口驱动开发
• 3.1 WINDOWS CE 的设备驱动模型
• 3.1.1 Windows CE 的本机设备驱动
• 3.1.2 Windows CE 的流接口驱动程序的结构
• 3.2 WINDOWS CE 的中断体系结构
• 3.3 MES 信息交互终端的通讯接口驱动开发
• 3.3.1 以太网接口驱动
• 3.3.2 USB 接口驱动
• 3.4 MES 信息交互终端的人机接口驱动的研究
• 3.4.1 LCD 图形显示接口驱动
• 3.4.2 触摸屏输入接口驱动
• 3.4.3 音频输入输出接口驱动
• 3.5 MES 信息交互终端的底层接口的测试结果
• 3.6 本章小结
• 4 WINDOWS CE 的系统结构及其移植实现
• 4.1 WINDOWS CE 的系统结构
• 4.1.1 Windows CE 的系统模型
• 4.1.2 Windows CE 的核心操作系统服务
• 4.2 WINDOWS CE 系统移植实现
• 4.2.1 开发工具Platform Builder
• 4.2.2 Windows CE 系统的移植步骤
• 4.2.3 Boot Loader 的开发
• 4.3 调试过程
• 4.4 本章小结
• 5 MES 信息交互终端的应用实例
• 5.1 MES 系统在南方英特空调有限公司应用概述
• 5.2 MES 信息交互终端在南方英特空调有限公司的应用
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目及得奖情况