网络化多种数据通信的通用数据采集装置的研究

论文题目: 网络化多种数据通信的通用数据采集装置的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 检测技术与自动化装置

作者: 代林

导师: 顾伟,褚建新

关键词: 网络化,数据采集,短消息服务

文献来源: 上海海事大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本论文项目来源于上海海事大学航运仿真中心港口自动化仿真实验室建设课题，本人参与了网络化数据采集装置的软件系统的设计开发并撰写了此论文。 数据采集是自动化系统的“神经末梢”，是自动化系统与客观世界的桥梁，是获取外界环境信息的必要手段。而网络化的数据采集装置能有效地将现场信息及时、高效地传输给现场控制层。现代化工业生产和自动化程度的不断提高，需要各种高性能智能化的数据采集装置。实验室所设计开发的网络化数据采集装置作为现场总线控制系统实验平台的一部分，用于科研和实验教学。通过此实验平台搭建基于多种通信方式的工业应用环境，为科研和实验教学提供丰富的实验内容。 本文第二章，从系统设计的层面，论述了网络化数据采集装置的功能需求、软硬件系统结构，以及网络化数据采集装置的应用案例。 第三章论述了数据采集、数据处理模块设计流程。在数据处理模块中，对随机误差处理采用去极值滑动平均数字滤波技术；通过数据采集装置本地或上位机下传对象特性曲线分段线性表，使数据采集装置的采集对象具有广泛性，能够对不同采集对象进行标度。 第四、五、六章论述了数据通信接口的实现。其中，第四章详细剖析了CAN总线技术，分析比较了目前流行的CAN应用层协议HiLon A、HiLon B、CANOpen、DeviceNet等，由于信息帧采用静态优先级方案，在网络负载高的情况下，将出现低优先级的信息帧由于长期总线仲裁失败而“饿死现象”。本文在参考HiLon A的基础上，自定义基于CAN2.0B规范的应用层协议，其信息帧优先级随总线仲裁失败而晋升。第五章论述了利用AnyBus-S DeviceNet嵌入式从站模块，使数据采集装置成为DeviceNet现场智能从站。而第六章论述了基于PDU格式的短消息通信，数据采集装置利用GPRS模块，通过GPRS移动通信网络，实现跨区域无线远程数据测控。 第七章列举了网络化数据采集装置的五种应用案例。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 引言

1.1 自动化领域流行的通信技术概述

1.1.1 现场总线技术

1.1.2 GPRS无线通信技术

1.2 选题背景

1.3 本课题的任务与意义

1.3.1 主要任务

1.3.2 课题意义

第二章 网络化数据采集装置的系统设计

2.1 网络化数据采集装置

2.1.1 网络化数据采集装置的硬件系统结构

2.1.2 网络化数据采集装置的软件系统结构

2.1.3 网络化数据采集装置的主要功能和特点

2.2 网络化数据采集装置的应用系统

第三章 网络化数据采集装置的数据采集与处理的软件实现

3.1 开发及仿真调试工具

3.2 数据采集流程

3.3 数据处理流程

3.3.1 去极值滑动平均数字滤波

3.3.2 标度转换

3.4 数据采集装置的主流程

第四章 基于CAN2.0B的自定义应用层协议的通信接口的实现

4.1 CAN总线技术概述

4.1.1 CAN总线的特点

4.1.2 CAN系统开发应注意事项

4.2 基于CAN2.0B规范的自定义应用层协议

4.2.1 问题的提出

4.2.2 流行的CAN应用层协议存在的不足

4.2.3 基于CAN2.0B规范的自定义应用层协议

4.3 CAN总线技术剖析

4.3.1 CAN的分层结构

4.3.2 总线定时

4.3.3 报文滤波技术

4.3.4 SJA1000的总线仲裁丢失捕捉

4.4 CAN通信接口的硬件结构

4.4.1 SJA1000的模块结构

4.4.2 SJA1000 PeliCAN模式内部寄存器的分类

4.5 基于CAN2.0B规范的自定义应用层协议的实现

4.5.1 基于CAN2.0B规范的自定义协议实现架构

4.5.2 协议实现中要解决的重要问题

4.5.3 自定义应用层协议的具体实现

4.5.3.1 数据报文管理

4.5.3.2 历史数据存储管理

4.5.3.3 SJA1000底层处理实现

4.5.3.4 CAN2.0B帧格式中数据段的定义

第五章 基于AnyBus-S DeviceNet嵌入式从站模块的通信接口的实现

5.1 DeviceNet总线

5.1.1 DeviceNet总线技术概述

5.1.2 DeviceNet现场总线的ISO／OSI网络模型

5.2 AnyBus-S DeviceNet嵌入式从站模块

5.2.1 模块简介

5.2.2 重要的控制和握手寄存器

5.2.3 输入／输出数据区

5.2.4 输入／输出信箱区

5.3 AnyBus-S DeviceNet嵌入式从站模块的数据通信实现

第六章 基于GPRS模块的短消息通信接口的实现

6.1 基于AT指令的短消息通信技术

6.2 短消息的PDU格式

6.3 用于短消息服务的AT命令

6.4 短消息通信实现流程

第七章 网络化数据采集装置的应用系统的实现

7.1 网络化数据采集装置的应用

7.2 上位机监测软件的实现

7.2.1 基于VB的上位机监测软件

7.2.2 基于Intouch组态软件的监测

7.2.2.1 开发平台和工具

7.2.2.2 硬件配置和基于Intouch的组态

第八章 总结与展望

8.1 工作总结

8.2 展望

在读期间公开发表的论文

致谢

参考文献

发布时间: 2007-01-16

参考文献

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相关论文

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