基于单片机系统的工业现场网络通信

基于单片机系统的工业现场网络通信

一、基于单片机系统的工业现场网络通讯(论文文献综述)

王文鹏[1](2021)在《基于示功图的抽油机自动控制器设计与实现》文中提出目前示功图是分析抽油机单井产量、设备磨损、电能浪费和故障状态等运行状况的非常重要监测参数,本文设计了一种基于示功图的抽油机自动控制器。本文设计的抽油机自动控制器硬件方案采用基于ARM7架构的飞利浦公司LPC2138CPU芯片,设计了CPU模块电路、数据采集模块电路、存储模块电路、网络通讯模块电路、LCD显示模块电路、自动控制模块电路和电源模块电路,并采用电路仿真软件Multisim对数据采集电路和自动控制电路进行了仿真分析。软件方案选用Linux操作系统ubuntu 14.02版本,在文本编辑器VIM中采用C语言和“帧缓冲”(Framebuffer)技术编程实现了注册/登录界面、自动控制器终端界面、数据采集显示界面、示功图显示界面、温度控制界面、冲次调节界面和启停记录界面等人机交互界面。示功图监控系统主要用于抽油机自动控制器现场调试及测试,由监控计算机、抽油机自动控制器、各种传感器和以太网相连接组成。上位监控计算机监控软件采用组态软件kingview6.55编写,设计了登录、终端、示功图显示、冲次调节、采油现况、状态曲线、启停记录、报警记录、历史报表、参数设置和时间查询/设置等画面。本文设计的自动控制器可实现抽油机故障自动检测,大幅降低了现场作业人员劳动强度,提高了油井的采收效益。

吴晨红[2](2021)在《基于Modbus通信协议的信号采集系统》文中研究指明嵌入式系统在人们的生活中随处可见,它的诞生与发展极大地促进了人类社会的进步。信号采集系统作为嵌入式系统的重要组成部分,在工业控制领域发挥着不可替代的作用。然而在科技高速发展的年代,人们更多地只注重功能需求的实现。但在信号采集系统中需要应用多种总线和总线协议,这使开发过程中出现难度大、数据可读性差和二次开发性差等问题。为解决这些问题,设计了基于Modbus通信协议的信号采集系统。Modbus协议具有开放性、高可靠性、可扩充性、标准化和免费等优点,可在一定程度上使这些问题得到有效解决。根据信号采集系统的基本结构,设计了监测系统以上、下位机协作的模式。先结合实际对系统功能需求进行分析,确定系统的总体设计方案。在两个下位机之间,采集的电压数据通过CAN总线传输;在下位机与上位机之间,通过基于Modbus通信协议的RS-485接口总线通信;上位机通过Modbus调试精灵软件实现查询和接收电压数据的功能。硬件部分选择STM32F103C8T6工控板作为下位机的硬件基础,包括电压采集模块、STM32微控制器模块、CAN总线传输模块和RS-485接口总线4个主要功能模块。程序设计部分重点介绍了这几个模块的主要子程序设计。最后,模块化测试和系统整体测试的结果表明,该系统上位机实现以Modbus通信协议的格式收发指令,且接收到的电压数据与下位机采集的电压数据保持一致。

刘悦沆[3](2021)在《基于ZigBee的智能滴灌系统》文中认为目前在我国,农业正在由传统管理模式向信息化现代管理模式转变。在传统管理模式下,农业用水量巨大,存在灌溉过量、水资源利用率低等情况,这导致了在大量的人力物力投入下,不仅水资源浪费严重,而且农作物产量和品质有所下降。随着信息技术的发展,自动化与智能化技术逐渐被引入到农业领域,农业朝着信息化现代管理模式发展。ZigBee是目前应用最广泛的一种无线通讯协议,它具有低成本、低功耗、自组网等特点,因其优势,在现代化农业系统中常使用ZigBee进行无线通讯。为了改善传统农业所面对的一系列问题,实现农业现代化与信息化管理,本文研究并设计了基于ZigBee的智能滴灌系统。系统通过ZigBee无线通讯进行数据交换,并设立首部枢纽为滴灌系统提供水源,设立现场控制器节点进行现场数据采集与阀门控制,并且用户利用监控中心的上位机软件远程监控现场数据,系统还采用了模糊控制智能算法,用最合理的滴灌水量保证农作物最高效的生长。该系统能在一定程度上提高水资源的利用率减少浪费,降低人工成本的投入。本文具体的研究内容如下:(1)分析滴灌系统的功能需求与预期目标,通过分析与对比,提出滴灌系统的整体设计方案。将系统设计为三层结构,分别为首部枢纽、现场控制器节点、监控中心,并且采用ZigBee无线通讯来实现系统间的通讯。ZigBee具有低功耗、自组网方等特点,使滴灌系统能耗降低,管理方便。(2)设计系统的首部枢纽。首部枢纽是系统滴灌水的源头,为整个滴灌系统进行水源供应。设计以PLC为主控模块的控制柜对首部枢纽进行控制;PLC通过串口与ZigBee模块通讯进行滴灌命令接收,并且通过变频器控制电机进行抽水工作;通过压力变送器、流量传感器对首部枢纽的工作状态进行监控。(3)设计系统的现场控制器节点。根据功能需求对现场控制器节点的单片机、传感器、电磁阀进行选型,并且根据各元器件的耗能情况对现场控制器节点的太阳能模块进行选型,设计现场现场控制器节点的硬件电路;对现场控制器节点的功能进行分析与编程,实现它的数据采集、电磁阀开闭、无线通讯等功能。(4)设计系统的监控中心。监控中心由ZigBee模块和一台上位机电脑组成,并采用Winform编写电脑上位机程序,上位机程序通过ZigBee获取现场相关传感器数据,通过界面对数据进行可视化显示,为方便对数据的存储与管理,将相关数据存入数据库;上位机程序可实现智能滴灌模式,根据传感器数据调用模糊控制算法来决策现场农田各区域的滴灌时间。(5)滴灌控制算法。采用模糊控制算法进行滴灌时间的决策,设计两级模糊控制器来决策阀门所需开启的时间,运用Matlab对算法进行仿真,并对仿真结果进行分析。

袁志浩[4](2021)在《平板硫化机智能监控系统设计》文中研究说明硫化是橡胶工业中最关键的工艺,平板硫化机的主要功能是提供橡胶在硫化过程中所需要的温度以及压力。平板硫化机需要长时间工作且作业环境差,如何保证设备的稳定运行、状态监测和异常判断是智能监控系统设计的关键。针对平板硫化机目前存在的温度数据不稳定精度低导致的过硫或欠硫问题和缺少远程监控等问题,本文结合嵌入式技术、FPGA技术及物联网技术,设计了一套平板硫化机智能监控系统。该智能监控系统主要由智能网关、无线热电偶和远程监控平台组成,适应了平板硫化机的改造监控需求,能够实现实时采集设备的各种参数,并对参数进行分析和异常判断,通过WiFi无线传输,将采集的参数和设备状态传输到远程监控平台,本地人机交互界面和远程监控平台实时显示设备的运行状态和数据异常,实现设备远程和本地的监控管理,本文主要研究内容如下:首先,通过查阅相关文献,深入调查研究平板硫化机的组成部分和测温及监控现状,结合项目实际需求,针对目前平板硫化机存在的问题,确定了本系统的总体设计方案及相关算法。其次,根据设计方案的指导,设计出智能网关和无线热电偶硬件电路的原理图。针对无线热电偶和智能网关的最小控制系统、系统电源、RS-485通讯接口、无线传输单元、FPGA单元和人机交互等各个模块进行了硬件的选型和设计。再次,在硬件电路设计的基础上,采用ZigBee协议栈Z-Stack作为无线热电偶的软件核心,采用RT-Thread物联网实时操作系统作为智能网关的软件核心,以C语言实现软件程序的编写,FPGA单元以Verilog HDL实现硬件逻辑设计。最后,引入DBSCAN密度聚类算法的改进OPTICS算法检测平板硫化机数据存在的异常,利用FPGA对OPTICS聚类算法进行加速,使算法能够在智能网关实现快速运行。本文设计的平板硫化机智能监控系统经过测试表明:系统各部分运行正常,符合项目的实际需求,实现了平板硫化机的参数采集、异常判断、本地监控和远程监控,大幅度提高了平板硫化机监控管理的可靠性。

齐婷婷[5](2021)在《远程I/O数据采集控制系统设计》文中提出本文以企业实际生产中数据采集控制系统为研究背景,提出了基于STM32单片机的数据采集控制系统的设计。使用计算机实现对现场机器运行状态的实时监测和控制,不仅有效地减小了控制系统的成本和功耗,提高了系统的可靠性,同时将以太网引入现场控制领域。本文主要对硬件电路和嵌入式程序进行了研究和设计。本文根据系统需求,设计了DI、DO、AI、AO四块电路板。硬件电路主要包括单片机控制模块、数据采集与处理模块、数据通信模块、供电复位模块和报警指示模块。单片机控制模块实现控制功能和扩展外围接口;数据采集与处理模块完成数据采集与处理过程;数据通信模块完成数据在各个芯片之间的数据传输以及电路板和计算机之间的数据交互。供电复位模块系统各个模块提供电源和复位信号。报警指示模块实现机器运行过程中的故障报警。基于嵌入式单片机的数据采集系统采用C++编程语言实现对整个过程的控制,主要包括单片机主程序、数据采集与处理模块和数据通信模块。最后对硬件电路和软件程序进行测试,测试结果表明能够满足系统的设计要求。本系统通过软硬件相结合,实现了对工业现场所需数据的实时采集和监测,保障了生产过程的平稳运行,对于企业管控一体化建设具有重要的意义。

侯福根[6](2021)在《嵌入式干式真空泵健康状态实时检测系统》文中研究指明国产干式真空泵在未来有很好的发展前景,市场很广阔。但国产干泵的可靠性与进口泵还是有很大差距,故障率较高,所以提高国产干泵的可靠性非常重要。本文从干式真空泵健康状态,故障识别着手,做了以下工作,并取得了不错的效果。针对国产干式真空泵的刮蹭问题,设计了振动选频模块,该模块可以成功提取国产干式真空泵组下泵轴端发生刮蹭时的特征频率,通过在泵组上安装该模块,可以做到实时检测干式真空泵组的刮蹭状态。使用力控组态软件搭建了中央监控系统,可以对现场干式真空泵组实时进行数据采集、显示及存储,并且可通过工位查询及导出泵组历史数据。还可以对干泵运行状态进行实时检测,当干泵出现状态异常,监控系统可以发出语音报警以提醒工作人员,达到了远程实时检测现场干泵健康状态的作用。设计了与监控系统软件相配合的硬件模块包括通讯协议转换模块及数据存储模块,并对现场POE交换机进行了选型。通讯协议转换模块可将现场H型干式真空泵组中的参数通过Modbus Tcp/IP协议传输到监控系统中,提高了监控系统的通用性,数据存储模块可以存储大量干泵的运行数据,提高了干泵自身的数据存储能力。基于堆叠自编码神经网络设计了干泵故障识别模型,通过从客户端返回的故障样本数据来训练搭建好的网络模型,并用一部分样本数据对模型进行测试,最终当有新的故障数据输入到模型中时,模型可将故障进行分类,达到故障识别的作用。

吴昊[7](2020)在《基于STM32的东海岛站主变冷却控制器的设计》文中研究表明变压器在运行过程中会消耗过多的热量,导致温度大幅上升,影响变压器的作业特性,降低变压器性能,甚至严重损坏变压器而发生安全事故。于是,检查变压器温度情况,适当使用降温方法,可显着提升变压器运行安全性,避免出现事故。本文以东海岛500KV变电站的变压器的冷却控制系统为研究改造对象,对于500k V电力变压器风冷装置的配置情况为两组,每组风冷装置所包括的风机组为四台,根据变压器负荷电流、绕组温度以及油温的情况对两组风机进行动态控制。控制系统以STM32f103为核心,结合相应的检测处理电路对负荷电流、风机电流、绕组温度以及风机缺相情况的检测和显示,并根据检测情况对两组风机进行动态控制,实现变电站温度的高可靠控制,将相应的状态信息通过RS-485总线发送到中控室,通过上位软件进行监控。同时,本系统设置为两种模式,分别为自动模式与手动模式。基于STM32设计系统硬件电路,该硬件有数据采集回路、单片机最小系统、LCD显示电路、继电器驱动回路、通信电路等。在软件方面,选取的开发环境为keil,使用C语言设计系统应用程序,按照系统功能设计了包括主程序、LCD显示、电流采集、温度采集以及四种工况下的自动控制等多个子程序进行了分析设计。最后,进行仿真和实物的功能测试,结果显示符合最初设计理念,表明系统可以正常运行。该冷却控制系统的设计对能大幅度改善东海岛500KV变电站的自动化程度,提高系统的可靠性,降低系统的成本,具有重要的应用价值。

姜智尧[8](2020)在《基于嵌入式智能终端的冷水机组故障诊断系统设计与实现》文中研究指明对于当今冷水机组系统,结合智能建筑的信息化管理与数据利用成为研究的热点,但在实际空调系统中,因旧型系统改造困难与厂家机组安装条件的差异,机组数据无法有效的集中管理与应用,导致无法进行有效的建筑能源管理和故障诊断,此外在机器学习应用于故障诊断以及运行优化和节能研究中,因故障实验成本较高,可利用的实验数据无法满足需求,限制机器学习应用于实际商用运行机组的故障诊断发展。本文研究方向分为两部分,一是设计建立基于Zigbee物联网的远程智能终端,将实际运行机组数据经由嵌入式设备进行与主设备的通信,额外布点的传感器数据采集、数据初步处理和分析,并经由物联网和互联网架构,实现远程多机组综合管理,具有便携、高扩展性和高兼容性,能适配不同机组和BA系统,二是将设备安装在太仓某公司的冷水机组进行实测,并对该型冷水机组进行故障实验,其中建立稳态数据判别模型、参数筛选和数据清洗,综合相关性分析和基于信息增益的随机森林特征选择方法进行数据预处理,尝试在有限的实验数据中,建立基于DBSCAN密度聚类算法和Pseudo-Labelling伪标签的伪标签半监督学习应用,解决故障工况数据采集不易的问题,结合智能终端,实现一套能广泛应用于实际运行机组的故障诊断系统。

郇小城[9](2020)在《基于CAN总线网络的油罐区火灾风险预警与安全分析》文中指出目前,石油逐渐成为推动世界经济发展的重要动力,因此对石油的安全储运工作显得十分重要。但在最近几年里,关于石油储库发生泄露火灾爆炸事故较为频繁,给社会、企业和群众造成严重危害。本文基于上述情况,通过分析国内外研究现状,结合国家的相关要求和淮安市某化工厂的实际生产需求,设计一种以STM32芯片为核心的监测节点,结合CAN总线网络的油罐区火灾风险监测系统。本文描述油罐区火灾风险监测系统的总体设计要求,介绍STM32和CAN总线技术的相关知识,完成了监测系统中监测单元中传感器模块、数据处理模块、报警模块、电源转换模块和网关模块的电路设计。利用Labview设计油罐区监测系统的监测界面,实现了对油罐区罐体采样数据的数值曲线显示、数值实时显示、数据存储、数据历史查询和报警,同时将BP-Adaboost算法和Labview结合,通过BP-Adaboost评价模型的建立和Matlab编程,实现对油罐区安全等级进行评价。最后采用模糊事故树法分析法,确立以油罐区火灾爆炸为顶事件,通过对事故树的定性分析和定量分析,得出事故树中各个基本原因事件的结构重要度、模糊重要度和顶事件的模糊概率,找出影响和引起储油罐火灾爆炸事故的主要原因事件,并提出一些合理预防措施,为企业提高油罐区安全运行提供参照依据。经过实际调试得出该监测系统可有效运行、结果稳定可靠并达到企业的实际生产要求。同时BP-Adaboost模型的评价结果和模糊事故树的分析结果,对油罐区安全运行具有一定应用价值。

马越豪[10](2020)在《煤矿井下无线应力在线监测系统的设计》文中研究表明针对当前煤矿应力监测系统智能化程度不高的问题,并结合国家在十三五期间关于煤化工技术的战略需求,以煤矿井下的巷道压力为主要研究对象,按照煤矿井下的特点和实际情况设计了无线应力在线监测系统。系统通过传感器采集巷道和顶板的压力数据,将模拟量转化为数字量,并经过一定的比例换算成真实的压力数据进行显示,应力检测仪与监测子站之间的通讯部分采用的是基于WaveMesh协议的无线通信,监测子站与地面之间的通信部分采用的是工业以太网通信和RS-485接口,从而实现了井上井下的数据交换。井下应力检测仪的显示不再只是采用单一的按键开关,还可通过矿灯照射和无线通信模块来控制,大大减少了井下工作人员的工作量。数据在传输过程中不再使用传统的有线传输,采用基于WaveMesh协议的无线通信,提高了数据传输的稳定性和准确性,有效避免了有线传输因线路磨损而导致信息中断的问题。井上的上位机不再只是单一的显示各测点压力值,而且支持对数据的历史记录进行统一的管理和查询,将不同时间点的压力值通过曲线动态显示,可以宏观的把握井下巷道压力的变化,系统支持矿级、局级监测数据共享,按照国标或者省标建立标准数据格式,可实现专家远程在线观测分析,使得监测结果更具专业性和科学性,从而更好地指导安全生产。在煤矿井下应用该系统可以对巷道和顶板压力数据进行远程动态监测和实时显示,做到压力超限报警,并且能自动检测设备的运行状态,可以及时帮助工作人员发现巷道围岩和顶板的变形情况,从而避免巷道底鼓和煤矿塌陷等安全事故的发生,确保了煤矿安全高效地作业和井下工作人员的安全,对煤矿的安全开采具有重要意义。

二、基于单片机系统的工业现场网络通讯(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于单片机系统的工业现场网络通讯(论文提纲范文)

(1)基于示功图的抽油机自动控制器设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 抽油机自动控制器国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 课题研究的意义
    1.4 技术路线及研究内容
        1.4.1 技术路线
        1.4.2 论文的结构安排
第二章 相关理论与抽油机自动控制器总体设计
    2.1 抽油机与示功图的关系
    2.2 抽油机自动控制器总体设计
        2.2.1 设计原则
        2.2.2 需求分析
        2.2.3 功能要求
        2.2.4 自动控制器总体设计框架
    2.3 本章小结
第三章 抽油机自动控制器设计
    3.1 抽油机自动控制器系统组成
    3.2 抽油机自动控制器硬件设计
        3.2.1 微处理器的选型
        3.2.2 CPU模块电路设计
        3.2.3 数据采集模块电路设计
        3.2.4 存储模块电路设计
        3.2.5 网络通讯模块电路设计
        3.2.6 LCD显示模块电路设计
        3.2.7 自动控制模块电路设计
        3.2.8 电源模块电路设计
    3.3 自动控制器硬件电路的虚拟仿真设计
        3.3.1 数据采集处理硬件电路仿真
        3.3.2 自动控制硬件电路仿真
    3.4 抽油机自动控制器软件设计
        3.4.1 抽油机自动控制器软件总体设计
        3.4.2 通信设计
        3.4.3 注册/登录界面设计
        3.4.4 自动控制器终端界面设计
        3.4.5 数据采集显示界面设计
        3.4.6 示功图显示界面设计
        3.4.7 温度控制界面设计
        3.4.8 冲次调节界面设计
        3.4.9 启停记录界面设计
    3.5 本章小结
第四章 示功图监控系统设计
    4.1 示功图监控系统组成
    4.2 示功图监控系统硬件选型
        4.2.1 监控计算机硬件选型
        4.2.2 传感器选型
        4.2.3 变频器选型
    4.3 示功图监控系统现场控制柜搭建
    4.4 示功图监控系统软件设计
        4.4.1 监控系统软件总体设计
        4.4.2 软件通讯设计
        4.4.3 监控计算机登录画面和终端画面设计
        4.4.4 示功图显示画面和冲次调节画面设计
        4.4.5 采油现况画面与状态曲线画面设计
        4.4.6 记录画面与历史报表画面设计
        4.4.7 设置画面设计
    4.5 本章小结
第五章 测试与调试
    5.1 抽油机自动控制器测试
        5.1.1 主控制器硬件电路板测试
        5.1.2 数据采集模块测试与调试
    5.2 示功图监控系统网络通讯及测试
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(2)基于Modbus通信协议的信号采集系统(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 发展趋势
    1.4 本文研究的主要内容与章节安排
第二章 系统总体方案设计
    2.1 主控芯片的选型
        2.1.1 主控芯片
        2.1.2 主控芯片的简介
        2.1.3 主控芯片的选择
    2.2 CAN总线
        2.2.1 CAN总线协议简介
        2.2.2 CAN总线物理层
        2.2.3 CAN总线的特点
    2.3 RS-232接口总线
        2.3.1 RS-232通讯协议简介
        2.3.2 RS-232物理层
        2.3.3 RS-232的特点
    2.4 RS-485接口总线
        2.4.1 RS-485通讯协议简介
        2.4.2 RS-485物理层
        2.4.3 RS-485的特点
    2.5 系统中总线的使用
        2.5.1 3种常用总线的对比
        2.5.2 系统总线的设计
    2.6 Modbus协议
        2.6.1 Modbus协议简介
        2.6.2 传输方式
    2.7 上位机软件介绍
        2.7.1 ECOM串口助手软件特色
        2.7.2 Modbus调试精灵
    2.8 系统总体设计
        2.8.1 系统功能流程
        2.8.2 系统功能模块划分
        2.8.3 系统总体设计方案简介
    2.9 本章小结
第三章 硬件电路介绍
    3.1 开发板简介
        3.1.1 主控芯片的选择
        3.1.2 开发板的选择
    3.2 硬件整体结构设计
    3.3 STM32F103C8T6最小系统电路分析
        3.3.1 STM32F103C8T6最小系统
        3.3.2 时钟电路
        3.3.3 复位电路
        3.3.4 调式和下载电路
        3.3.5 启动存储器的选择电路
    3.4 电压采集模块电路分析
    3.5 CAN总线传输模块电路分析
        3.5.1 CAN的报文
        3.5.2 CAN协议帧的类型
        3.5.3 CAN通讯节点
        3.5.4 CAN总线电路分析
    3.6 RS-485接口总线传输模块电路分析
        3.6.1 RS-485接口总线硬件工作原理
        3.6.2 RS-485接口电路分析
    3.7 RS-232接口传输模块测试电路分析
    3.8 本章小结
第四章 程序设计
    4.1 程序的开发以及设计环境
        4.1.1 STM32开发方法
        4.1.2 ST-LINK/V2在线调试器
        4.1.3 程序开发软件
    4.2 程序总设计
        4.2.1 程序总体设计方案
        4.2.2 协议转换原理
        4.2.3 程序设计总体结构
    4.3 系统主程序设计
        4.3.1 顶层框架设计
        4.3.2 主程序流程
    4.4 电压信号采集子程序设计
        4.4.1 DMA简介
        4.4.2 配置DMA发送数据的方向
        4.4.3 配置DMA传输的数据
        4.4.4 配置DMA数据传输模式
        4.4.5 电压信号采集流程
    4.5 CAN总线数据传输子程序设计
        4.5.1 CAN的发送与接收流程
        4.5.2 CAN通讯模式设置
        4.5.3 CAN发送流程
        4.5.4 筛选器
        4.5.5 CAN接收流程
    4.6 基于Modbus协议的RS-485通信子程序设计
        4.6.1 下位机1数据传输流程
        4.6.2 Modbus RTU协议
        4.6.3 Modbus消息帧
        4.6.4 CRC错误检测
        4.6.5 信息查询
    4.7 RS-232测试模块子程序设计
        4.7.1 串口配置
        4.7.2 数据发送
    4.8 本章小结
第五章 系统测试及运行结果
    5.1 测试环境和工具
    5.2 测试流程设计
    5.3 系统各功能模块的测试
        5.3.1 电压采集模块测试
        5.3.2 CAN总线传输模块测试
    5.4 系统整体测试
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
附录1
附录2
附录3
附录4
附录5
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

(3)基于ZigBee的智能滴灌系统(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 意义
        1.1.3 课题来源
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 无线传感器技术在农业中的发展
        1.2.2 智能控制在农业中的发展
    1.3 论文研究内容及路线安排
第二章 系统总体方案设计
    2.1 系统功能需求及分析
    2.2 方案设计
        2.2.1 系统整体方案设计
        2.2.2 首部枢纽整体方案
        2.2.3 现场控制器节点整体方案
        2.2.4 监控中心整体方案
        2.2.5 无线通讯方案设计
    2.3 本章小结
第三章 系统首部枢纽设计
    3.1 首部枢纽的硬件设计
        3.1.1 PLC与数模、模数转换模块
        3.1.2 传感器
        3.1.3 水泵机组
        3.1.4 无线通讯模块
        3.1.5 其他硬件模块
        3.1.6 控制电路
    3.2 首部枢纽的软件设计
        3.2.1 点位分配
        3.2.2 PLC的配置
        3.2.3 传感器数据采集
        3.2.4 命令接收与电机控制
        3.2.5 系统报警功能模块
        3.2.6 其他功能模块
    3.3 本章小结
第四章 现场控制器节点设计
    4.1 现场控制器节点硬件设计
        4.1.1 主控模块
        4.1.2 信息采集模块
        4.1.3 执行器模块
        4.1.4 无线通讯模块
        4.1.5 电源模块
        4.1.6 电路设计与安装
    4.2 现场控制器节点软件设计
        4.2.1 现场数据采集
        4.2.2 电磁阀控制
        4.2.3 ZigBee软件设计
    4.3 本章小结
第五章 监控中心
    5.1 监控中心硬件设计
    5.2 监控中心软件设计
        5.2.1 用户登录
        5.2.2 通讯设置
        5.2.3 数据显示界面
        5.2.4 参数设置
        5.2.5 数据查询
        5.2.6 模式选择
        5.2.7 监控中心无线通讯模块设计
    5.3 本章小结
第六章 滴灌智能算法
    6.1 模糊控制
        6.1.1 简介
        6.1.2 模糊控制基本理论
    6.2 模糊控制设计
        6.2.1 模糊控制总体设计
        6.2.2 输入模糊化
        6.2.3 隶属度函数
        6.2.4 模糊控制器规则
        6.2.5 解模糊
        6.2.6 基于Matlab仿真
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 今后研究展望
参考文献
硕士期间科研成果
致谢

(4)平板硫化机智能监控系统设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 课题研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 平板硫化机热板温度测量方法
        1.3.2 平板硫化机监控系统
        1.3.3 数据异常检测算法
    1.4 课题主要研究内容
    1.5 本章小结
第二章 平板硫化机智能监控系统总体设计方案
    2.1 平板硫化机概述
    2.2 平板硫化机智能监控系统需求分析
    2.3 平板硫化机智能监控系统整体方案设计
        2.3.1 无线热电偶方案设计
        2.3.2 智能网关方案设计
        2.3.3 远程监控平台方案设计
    2.4 系统主要器件分析及选型
        2.4.1 单片机芯片分析与选型
        2.4.2 热电偶接口模块分析与选型
        2.4.3 算法加速及接口扩展模块分析与选型
        2.4.4 远程监控平台通讯模块分析与选型
    2.5 本章小结
第三章 平板硫化机智能监控系统硬件设计
    3.1 无线热电偶硬件设计
        3.1.1 最小控制系统硬件设计
        3.1.2 温度采集硬件设计
        3.1.3 系统电源硬件设计
        3.1.4 PCB电路板设计
    3.2 智能网关硬件设计
        3.2.1 主控最小控制系统硬件设计
        3.2.2 系统通讯接口硬件设计
        3.2.3 远程监控平台通讯接口硬件设计
        3.2.4 算法加速及接口扩展硬件设计
        3.2.5 人机交互硬件设计
        3.2.6 系统电源硬件设计
        3.2.7 PCB电路板设计
    3.3 本章小结
第四章 平板硫化机智能监控系统软件设计
    4.1 无线热电偶软件设计
        4.1.1 ZigBee协议和Z-Stack协议栈
        4.1.2 主程序软件设计
        4.1.3 终端节点软件设计
        4.1.4 低功耗软件设计
    4.2 智能网关软件设计
        4.2.1 RT-Thread物联网实时操作系统
        4.2.2 主程序软件设计
        4.2.3 系统通讯软件设计
        4.2.4 远程监控平台通讯软件设计
        4.2.5 算法加速及接口扩展软件设计
        4.2.6 人机交互软件设计
    4.3 远程监控平台软件设计
        4.3.1 阿里云物联网平台
        4.3.2 产品和设备的创建
    4.4 本章小结
第五章 平板硫化机异常数据检测算法研究
    5.1 平板硫化机异常数据的来源
    5.2 OPTICS算法在异常数据检测中的应用
        5.2.1 DBSCAN算法
        5.2.2 基于DBSCAN改进的OPTICS算法
    5.3 算法的验证与实验结果分析
        5.3.1 OPTICS算法分析及加速单元提取
        5.3.2 OPTICS算法并行加速方案
        5.3.3 加速性能评估
    5.4 本章小结
第六章 平板硫化机智能监控系统的实现
    6.1 无线热电偶功能验证
        6.1.1 无线热电偶硬件验证
        6.1.2 温度采集验证
    6.2 智能网关功能验证
        6.2.1 智能网关硬件验证
        6.2.2 数据采集和发送验证
        6.2.3 人机交互验证
        6.2.4 无线数据传输验证
    6.3 远程监控平台功能验证
    6.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文

(5)远程I/O数据采集控制系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外发展现状
    1.3 课题来源及意义
    1.4 课题主要研究内容
第2章 系统方案设计及核心器件选型
    2.1 系统需求分析
    2.2 系统总体方案
        2.2.1 方案论证
        2.2.2 设计原则
        2.2.3 系统设计分析
    2.3 核心器件选型
        2.3.1 单片机选型
        2.3.2 数据采集芯片选型
        2.3.3 网络接口芯片选型
    2.4 数据通信模块设计方案
    2.5 本章小结
第3章 硬件电路设计
    3.1 单片机主控模块
        3.1.1 单片机最小系统
        3.1.2 单片机电路
    3.2 信号采集处理模块
        3.2.1 数字信号采集模块
        3.2.2 模拟信号采集模块
    3.3 数据通信模块
        3.3.1 串口通信
        3.3.2 SPI通信
        3.3.3 以太网通信
    3.4 电源供电模块
        3.4.1 12V供电电路
        3.4.2 10V供电电路
        3.4.3 5V供电电路
        3.4.4 3.3V供电电路
        3.4.5 1.8V供电电路
        3.4.6 复位电路
    3.5 报警指示模块
    3.6 本章小结
第4章 系统软件设计
    4.1 系统软件功能
        4.1.1 主程序流程
        4.1.2 软件需求分析
    4.2 数据采集程序设计
        4.2.1 数字信号采集流程
        4.2.2 模拟信号采集流程
    4.3 网口通信设计
        4.3.1 网络透传模块手动配置
        4.3.2 网络透传模块上位机配置
    4.4 串口通信设计
        4.4.1 串口通信工作原理
        4.4.2 波特率发生器
        4.4.3 串口发送器
        4.4.4 串口接收器
        4.4.5 串口程序流程
    4.5 SPI总线通信
        4.5.1 SPI工作原理
        4.5.2 SPI数据处理
        4.5.3 SPI程序流程
    4.6 本章小结
第5章 系统测试
    5.1 硬件电路板
    5.2 系统上电测试
    5.3 开关量采集测试
    5.4 模拟采集测试
    5.5 串口收发测试
    5.6 网口通信测试
    5.7 本章小结
结论
参考文献
附录1 PCB电路板
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢

(6)嵌入式干式真空泵健康状态实时检测系统(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景及意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 振动检测技术的国内外研究状况
        1.2.2 神经网络的国内外研究状况
        1.2.3 组态软件的研究现状
    1.3 课题的主要研究内容
第2章 干式真空泵振动选频模块的设计
    2.1 干式真空泵机组工作原理及碰磨故障分析
        2.1.1 干式真空泵机组的组成部分及工作原理
        2.1.2 国产干式真空泵组振动测试概况
        2.1.3 碰磨故障特征分析
    2.2 振动选频模块电路设计及传感器选型
        2.2.1 传感器原理及其选型
        2.2.2 压电传感器供电电路
        2.2.3 振动选频模块电路设计
        2.2.4 状态变量滤波器电路设计
        2.2.5 全波检波电路
        2.2.6 实验验证
    2.3 本章小结
第3章 中央监控系统的搭建
    3.1 中央监控系统框架描述
    3.2 基于力控组态软件的中央监控系统搭建
        3.2.1 力控组态软件的原理与特点
        3.2.2 中央监控系统设计
        3.2.3 监控系统的I/O设备驱动
        3.2.4 创建实时数据库
        3.2.5 动态画面连接
        3.2.6 程序脚本动作
        3.2.7 自定义函数
        3.2.8 Modbus通讯
    3.3 中央监控系统功能实现
        3.3.1 功能菜单介绍
        3.3.2 PUMP SETUP
        3.3.3 POSITION STATE
        3.3.4 REAL DATA
        3.3.5 DATA REPORT
        3.3.6 WARNING MESSAGE
        3.3.7 ALARM MESSAGE
    3.4 本章小结
第4章 监控系统硬件配置
    4.1 POE交换机
        4.1.1 POE供电方式及原理
        4.1.2 POE交换机选型
    4.2 通讯协议转换模块
        4.2.1 MAX3232通讯芯片
        4.2.2 RSM3485ECHT嵌入式隔离RS-485收发器
        4.2.3 W5500芯片
        4.2.4 STM32F103RBT6微处理器
        4.2.5 其他硬件接口
    4.3 数据存储模块
        4.3.1 STM32F429IGT6芯片
        4.3.2 W9825G6KH芯片
        4.3.3 NAND FLASH选用
        4.3.4 EEPROM选用
        4.3.5 SPI FLASH选用
        4.3.6 Micro USB接口
        4.3.7 LED指示
        4.3.8 串口接口
        4.3.9 SWD接口
    4.4 本章小结
第5章 基于神经网络的干泵故障识别模型设计
    5.1 人工神经网络结构
    5.2 基于堆叠自编码神经网络的故障识别
        5.2.1 自编码神经网络
        5.2.2 堆叠自编码神经网络
        5.2.3 基于堆叠自编码网络故障分析实现过程
        5.2.4 数据采集与处理
    5.3 网络模型软件架构
        5.3.1 Tensorflow
        5.3.2 Anaconda
        5.3.3 Jupyter Notebook
    5.4 实验验证
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
致谢

(7)基于STM32的东海岛站主变冷却控制器的设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 主变冷却控制系统技术外研究现状
        1.2.1 变压器冷却系统现状
        1.2.2 温度控制策略现状
        1.2.3 变压器冷却控制系统现状
    1.3 研究内容与章节安排
第2章 主变冷却控制系统方案设计过程研究
    2.1 冷却装置的工作原理
    2.2 方案设计与器件选型
        2.2.1 功能需求分析
        2.2.2 系统架构设计
        2.2.3 关键器件选型
        2.2.4 显示模块选型
    2.3 风冷控制系统硬件方案设计
    2.4 变压器冷却系统的控制策略分析
        2.4.1 油温变化实现自动控制
        2.4.2 绕组温度变化实现自动控制
        2.4.3 风冷装置实现综合投切控制
第3章 主变冷却控制系统硬件电路设计
    3.1 STM32最小系统设计
        3.1.1 STM32芯片特性分析
        3.1.2 芯片电源管理电路设计
        3.1.3 晶振与复位电路设计
        3.1.4 JTAG电路设计
    3.2 数据采集电路的设计
        3.2.1 温度采集电路设计
        3.2.2 风扇电机电流采集电路设计
        3.2.3 主变负荷电流采集电路设计
    3.3 继电器驱动电路的设计
    3.4 按键与LED电路的设计
    3.5 LCD显示控制电路设计
    3.6 RS485通信电路设计
    3.7 电源电路设计
    3.8 印制电路板及电磁兼容设计
第4章 主变冷却控制系统软件设计
    4.1 主程序设计
    4.2 温度采样子程序设计
    4.3 电流采样子程序设计
    4.4 控制子程序设计
    4.5 LCD显示子程序设计
    4.6 通信子程序设计
    4.7 上位机程序设计
第5章 主变冷却控制器仿真与实验结果
    5.1 仿真结果分析
        5.1.1 仿真模型搭建
        5.1.2 仿真功能测试
    5.2 实验结果分析
        5.2.1 实物焊接与调试
        5.2.2 实物功能测试
    5.3 仿真与实验结论
第6章 总结与展望
    6.1 本文完成的主要工作
    6.2 后续工作建议
参考文献
附录
作者简介
致谢

(8)基于嵌入式智能终端的冷水机组故障诊断系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文需要解决的问题及思路
第二章 研究对象与实验方案
    2.1 RTAG螺杆式风冷冷水机组
    2.2 实验方案
    2.3 故障特性分析与敏感特征确定
        2.3.1 热力故障特性分析
        2.3.2 敏感特征确定
    2.4 嵌入式系统
    2.5 本章小结
第三章 智能终端设计与开发
    3.1 系统整体架构概述
    3.2 设备数据采集终端
        3.2.1 CC2530 无线收发器模块
        3.2.2 单片机与测量模块建构的数据采集系统
        3.2.3 设备侧通讯主程序思路设计
    3.3 ZigBee通讯组网设计
        3.3.1 ZigBee通讯协议简介
        3.3.2 ZigBee组网设计及其程序设计
    3.4 本章小结
第四章 远程监控软硬件终端设计与开发
    4.1 嵌入式硬件终端设计与开发
        4.1.1 树莓派微型电脑简介
        4.1.2 数据通信协议与解析
        4.1.3 树莓派与CC2530 通讯
    4.2 远程监控系统设计
        4.2.1 系统结构设计与子系统划分
        4.2.2 数据采集与通信
        4.2.3 远端服务器搭建
    4.3 嵌入式软硬件终端用户层
        4.3.1 用户界面设计
        4.3.2 采集设备的外型设计
    4.4 本章小结
第五章 机组故障诊断与其算法
    5.1 数据预处理
        5.1.1 稳态数据判别方法
        5.1.2 稳态判别方法步骤
        5.1.3 判稳计算模型与参数设计
    5.2 特征选择
        5.2.1 特征选择算法
        5.2.2 基于随机森林的特征选择
    5.3 机组制冷剂泄漏量故障诊断与其算法
        5.3.1 DBSCAN密度聚类算法
        5.3.2 Pseudo-Labelling伪标签
        5.3.3 基于实际机组的伪标签半监督学习
    5.4 本章小结
第六章 整机测试与实际机组故障实验
    6.1 嵌入式硬件终端应用于冷水机组整机测试
        6.1.1 智能诊断盒软硬件终端在实际机组运行测试
        6.1.2 收发模块组网通讯稳定性测试
    6.2 实际机组运行实验稳态判别
        6.2.1 稳态判别模型验证
        6.2.2 蒸发器出水温度判稳结果
        6.2.3 压缩机滑阀开度判稳结果
        6.2.4 冷冻水流量判稳结果
    6.3 伪标签半监督学习数据模型的故障诊断
        6.3.1 参数优化与模型验证
        6.3.2 模型诊断结果与分析
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 研究总结
    7.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

(9)基于CAN总线网络的油罐区火灾风险预警与安全分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 课题的研究目的和意义
    1.3 课题的国内外研究现状综述
    1.4 课题的研究内容
第2章 基于CAN总线网络的油罐区监测系统总体设计
    2.1 监测系统总体需求
    2.2 监测系统总体设计要求
    2.3 监测系统总体结构
    2.4 监测系统中的总线网络
        2.4.1 总线网络简介
        2.4.2 总线网络的特点及其应用范围
        2.4.3 总线技术的选择
    2.5 监测系统中的CAN总线技术
        2.5.1 CAN总线技术简介
        2.5.2 CAN总线网络协议结构
        2.5.3 CAN通信网络结构
    2.6 本章小结
第3章 油罐区监测单元设计
    3.1 CAN监测节点整体设计
    3.2 传感器模块设计
        3.2.1 温度传感器(DS18B20)
        3.2.2 MQ型气体传感器
        3.2.3 超声波液位传感器(EchoPod)
        3.2.4 压力传感器(MPX5700)
    3.3 数据处理模块设计
    3.4 电源转换模块
    3.5 报警模块设计
    3.6 CAN收发模块
    3.7 网关设计
    3.8 CAN网络节点软件设计
    3.9 网关软件设计
    3.10 本章小结
第4章 储油罐区安全监测与等级评价
    4.1 基于Labview的监测界面设计
        4.1.1 Labview软件简介
        4.1.2 监测界面具体设计
    4.2 基于Labview实现调用Matlab程序节点
    4.3 训练样本数据预处理
        4.3.1 异常训练样本数据处理
        4.3.2 样本数据融合处理
    4.4 基于BP-Adaboost的油罐区安全评价模型
        4.4.1 构建BP神经网络模型
        4.4.2 BP-Adaboost强化算法
        4.4.3 基于BP-Adaboost的油罐区安全评价模型的建立
    4.5 基于BP-Adaboost的油罐区安全等级评价
        4.5.1 Matlab程序编程
        4.5.2 结果分析
    4.6 本章小结
第5章 油罐火区灾爆炸模糊事故树分析
    5.1 模糊事故树基本理论
        5.1.1 事故树分析法概述
        5.1.2 三角模糊数技术简述
        5.1.3 模糊事故树分析法的基本程序
    5.2 油罐区火灾爆炸事故树的构造
    5.3 油罐区火灾爆炸事故树定性分析
        5.3.1 最小割集的求解
        5.3.2 最小径集的求解
        5.3.3 结构重要度分析
    5.4 油罐区火灾爆炸事故树定量分析
        5.4.1 基本事件的模糊概率
        5.4.2 顶上事件模糊概率
        5.4.3 模糊重要度分析
    5.5 油罐区火灾事故的主要影响因素和安全措施
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的科研成果

(10)煤矿井下无线应力在线监测系统的设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 发展概况
    1.3 课题主要研究内容
2 系统方案选型与设计
    2.1 系统设计要求
    2.2 系统方案选型
    2.3 系统设计方案
    2.4 系统工作原理
    2.5 本章小结
3 应力检测仪设计
    3.1 硬件结构设计
    3.2 传感器电路设计
    3.3 压力调零电路设计
    3.4 电源电路设计
    3.5 电压监测电路设计
    3.6 外部唤醒电路设计
    3.7 显示电路设计
    3.8 低功耗设计
    3.9 压力采集与数据处理程序设计
    3.10 数码管显示程序设计
    3.11 本章小结
4 监测子站设计
    4.1 硬件结构设计
    4.2 电源电路设计
    4.3 液晶屏显示电路设计
    4.4 地址编码电路设计
    4.5 时钟电路设计
    4.6 RS-485通信电路设计
    4.7 液晶屏显示程序设计
    4.8 地址编码程序设计
    4.9 时钟电路程序设计
    4.10 上位机软件设计
    4.11 本章小结
5 基于WaveMesh无线通信设计
    5.1 WaveMesh技术
    5.2 无线通信同步休眠模式
    5.3 无线通信电路设计
    5.4 无信通信程序设计
    5.5 无线模块的通信调试
    5.6 本章小结
6 系统调试
    6.1 系统硬件调试
    6.2 系统软件调试
    6.3 系统整体调试
    6.4 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
附录
作者简历
致谢
学位论文数据集

四、基于单片机系统的工业现场网络通讯(论文参考文献)

  • [1]基于示功图的抽油机自动控制器设计与实现[D]. 王文鹏. 西安石油大学, 2021(09)
  • [2]基于Modbus通信协议的信号采集系统[D]. 吴晨红. 合肥工业大学, 2021(02)
  • [3]基于ZigBee的智能滴灌系统[D]. 刘悦沆. 四川大学, 2021(02)
  • [4]平板硫化机智能监控系统设计[D]. 袁志浩. 青岛科技大学, 2021(01)
  • [5]远程I/O数据采集控制系统设计[D]. 齐婷婷. 北华航天工业学院, 2021(06)
  • [6]嵌入式干式真空泵健康状态实时检测系统[D]. 侯福根. 沈阳理工大学, 2021(01)
  • [7]基于STM32的东海岛站主变冷却控制器的设计[D]. 吴昊. 吉林大学, 2020(03)
  • [8]基于嵌入式智能终端的冷水机组故障诊断系统设计与实现[D]. 姜智尧. 上海交通大学, 2020(01)
  • [9]基于CAN总线网络的油罐区火灾风险预警与安全分析[D]. 郇小城. 淮阴工学院, 2020(02)
  • [10]煤矿井下无线应力在线监测系统的设计[D]. 马越豪. 山东科技大学, 2020(06)

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基于单片机系统的工业现场网络通信
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