基于Linux的混凝土搅拌站监控系统设计

论文摘要

随着我国经济建设的高速发展，以及国家对基础设施建设的投资力度加大，商品混凝土得到了快速的发展，因此自动化的混凝土搅拌站由于其可以保证混凝土质量，提高混凝土生产效率的特点，而越来越受到人们的重视。当前国内外成熟的混凝土搅拌站自动控制系统一般是由工控机、PLC、操作台及配电柜几部分组成，虽然该系统能满足搅拌站控制系统的工艺要求，但具有体积大、成本高、通信不稳定的缺点。基于这些缺点，以及嵌入式控制系统飞速发展的背景，本文提出了ARM+Linux+PLC这样一种经济型嵌入式搅拌站自动控制系统方案，并详细分析了这种嵌入式控制系统的系统需求，根据需求，对其中监控系统的软、硬件结构进行系统而全面的分析与设计。首先，论文给出了选题的背景及意义，讨论了混凝土搅拌站控制系统目前的发展状况，需要解决的问题，并给出了本论文需要完成的主要工作。接着分析了搅拌站的控制流程和工艺要求、混凝土搅拌站当前各种控制方案，通过分析给出了嵌入式搅拌站的总体设计方案。其次，论文对嵌入式系统产品的特征进行分析，结合搅拌站的控制要求，设计出监控系统的硬件原理图，并对其中的串口电路、USB接口电路、以太网口电路等主要电路进行了较为详细的介绍，并对设计原则及扩展性做了简要阐述。最后，论文对嵌入式Linux系统进行分析，介绍了Linux系统的开发模式，并给出了监控系统软件开发平台的建立过程；结合按键驱动程序实例分析了Linux下驱动程序的开发流程；对Boot Loader启动程序原理与实现进行了全面的讲解；对当前国内外流行的几种嵌入式GUI系统体系结构、实现方法以及性能等进行分析和比较，并对目前技术上领先的Qt/Embedded系统进行深入的剖析。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外现状
• 1.3 本论文的主要工作
• 2 混凝土搅拌站概述及总体方案分析与设计
• 2.1 混凝土搅拌站概述
• 2.2 混凝土搅拌站总体设计
• 2.3 小结
• 3 混凝土搅拌站控制系统硬件设计
• 3.1 监控系统硬件设计总体方案
• 3.2 主要接口电路设计
• 3.3 设计原则及扩展性
• 4 混凝土搅拌站监控系统软件设计
• 4.1 综述
• 4.2 监控系统软件功能分析
• 4.3 嵌入式Linux系统分析
• 4.4 嵌入式Linux系统开发模式
• 4.5 构建搅拌站监控系统软件开发平台
• 4.6 Linux下监控系统驱动程序开发
• 4.7 Boot Loader的基本原理与实现
• 4.8 ZLG/BOOT简介
• 4.9 小结
• 5 监控系统GUI的选择及实现
• 5.1 目前嵌入式Linux下GUI的实现方法
• 5.2 Qt/Embedded与Qt
• 5.3 Qt/Embedded的分层结构
• 5.4 Qt/Embedded图形引擎的实现
• 5.5 Qt/Embedded的窗口系统
• 5.6 Qt系统的信号与槽机制
• 5.7 基于Qt/Embedded与Qtopia的监控界面开发
• 5.8 监控程序流程图
• 6 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间研究成果
• 致谢