提高RS-485现场总线网络可靠性的措施

提高RS-485现场总线网络可靠性的措施

一、提高RS-485现场总线网络可靠性的措施(论文文献综述)

张腾[1](2021)在《机场履带式工程机械行驶控制器及数据通讯系统研发》文中研究指明在机场道面成型机的开发背景下,本文根据机场施工机械的实际智能化行驶需求,依据总线分布式的理念,设计了履带式智能机械的行驶控制器及数据通讯系统。本文主要进行了以下工作:对履带式工程机械进行行驶状态运动分析,得到了行驶过程中履带式工程机械运动学参数和左右电机转速间的关系,并且将通过性最好的原地差速转向作为履带式工程机械的转向工况。在考虑滑移滑转情况下得到双边电机转速和横摆角速度的关系,进行Simulink仿真,得到应用于全自动作业模块反馈信号的简化关系式。提出基于CAN总线的数据通讯系统结构,设计各模块硬件接口和通讯方式,并以此搭建传感器和人机交互层模块。针对通讯需求,设计了CAN总线协议模块,该模块在硬件设计上有多种可选择的输入接口且具备光耦隔离等特点。软件上使用μC/OS-II操作系统进行多线程编程,实现多个数据通讯端数据帧在多厂商软件协议和CAN自定义协议之间的转换。该系统减轻行驶控制器的工作负担,并且增强了系统的适配性。使用NI-Crio 9042作为行驶控制器,采用状态机的理念设计软件总体框架。软件模块设计中,使用NI-XNET函数库实现CAN总线的全双工通讯,依据CAN协议实现自检警报模块;在手动模式中采用Zigbee进行现场无线通讯,具备机械转场功能同时,设置控制参数可调,便于现场调试;依据横摆角速度简化公式解析出的更精确的反馈信号,通过FUZZY LOGIC和NI Vision工具搭建的基于图像直行纠偏的模糊PID控制,实现全自动行驶模块;通过两级阈值设定,实现基于雷达组的安全制动模块。试制出CAN总线协议模块,搭建试验平台。通过CAN分析软件,验证数据通讯系统的周期上报和交互功能。将履带式工程机械试验样机在模拟环境下测试,通过协议模块中采集到的数据,分析并验证了各个模块的功能。

姜思如[2](2021)在《大规模传感阵列数据传输系统设计》文中进行了进一步梳理随着近些年航天事业不断发展和壮大,大型测控系统中逐渐增加的信息交互使得系统需要处理和传输的数据量也剧烈增加,尤其航天系统和军事设备探测能力不断增强且测量精度提高,传统低带宽、低实时性的传输系统不能完成大规模数据的传输任务。本文基于我校自研总线设计了大规模传感阵列数据传输系统。首先分析了任务设计指标并确定了核心设计思想和整体设计方案,然后详尽地剖析了任务的关键技术及其突破口,解决了大规模测量阵列的组网重构设计、复杂狭小空间内电路布局设计、强电磁环境下电磁兼容性设计等问题。随后介绍了基于自研总线的系统硬件设计,路由器以FPGA为主控单元作为系统的数据集散中心,通过RS-422接口作为设备拓展和通信的接口,多层级联组网可以迅速组织不少于1500个传感单元的大型传感阵列;系统的采集模块通过RS-485接口芯片ISO1176T对挂接的24路传感单元实施串行采集模式,通信模块采用支持USB 2.0的FT2232HL芯片作为与上位机的通信接口,可以实现上位机对传感阵列传回数据的可视化监测;对传感单元及其通信链路进行了MFS技术处理,方便其在狭小异形空间内安装和拓展。随后介绍了采集模块的通信协议和路由器的重构及寻址设计,并且设计上位机软件;最后对系统的硬件电路和系统功能做了实验和测试。经过对基于自研总线的大规模传感阵列数据传输系统的实验结果分析,本文搭建的大规模传感阵列的数据传输系统能够很好得完成设计任务,高实时性和高可靠性的总线网络具有很高的实用价值。

徐晓天[3](2021)在《煤矿井下数字化水位测控系统研究》文中提出煤层开采过程中由于地下水不断涌出,经常造成井下水仓水位超限,对正常生产秩序造成较大干扰,甚至对井下人员的安全造成威胁。井下水仓相互之间距离较远,目前存在有信息传输方式单一,水位信息共享程度不足等缺点,影响着煤矿井下水位的安全测控。为进一步完善煤矿井下水位测控方式,课题在国内外研究的基础上,设计了一种融合多种传输协议,具备较强数据交互能力的井下水位测控系统,实现了水位信息的数字化测控,提升了矿井水位控制的水平。课题首先完成数字化水位测控系统总体方案设计,通过分析数字化水位测控系统组成结构,从上到下将测控系统划分为井上集控层、井下控制层和井下执行层三级网络结构。并针对数字化水位测控系统硬件设计、数字化水位测控系统井下水位控制、数字化水位测控系统上位机软件设计和数字化水位测控系统通信方案作具体设计。在井下执行机构层面,系统设计了以差分电容式水位传感器为核心的水位传感系统并通过RS-485将其与系统控制分站相连,完善数据导流通路。在井下控制分站层面,系统设计了以ARM芯片为核心的测控站点分站系统软硬件结构,测控站点以内核驱动模块、收发控制和接口模块、液晶显示模块、人机交互模块和电源模块五大部分为主,集数据采集显示和操作控制于一体,兼具本地信息交互和旁机信息检索双重功能,并通过CAN协议总线将测控站点串联,实现数据共享。在上位机监控系统层面,设计了以上位机King View组态软件为核心布局组态内容,形成了以图形界面系统、实时数据库系统、通信设备和I/O设备驱动为核心的组态方案。并围绕人机交互界面设计、信息发布、数据库查询和水位控制算法脚本做具体设计。实现了对全矿井硬件资源的统筹管理,综合调度。集控主机通过架设以太网通讯基础的Modbus TCP/IP总线与井下控制层设备相连,实现水位测控系统的命令调度和数据交换。课题通过模型仿真和模拟实验的方式验证了全系统的可靠性。在水位传感器层面,通过实验验证了水位传感器的性能特性,在测量系统方面,其测量准确度较高,误差主要集中在-0.02m—0.02m之间,具备井下使用条件。在数字通信系统方面,实验验证其单路传输耗时最高为0.41 ms,多路传输耗时为3.24 ms,平均传输耗时0.405 ms/路,传输全过程无阻塞、丢包现象发生。在井下控制设备层面,通过仿真和实验验证了控制分站的性能特性。在结构方面,仿真分析了主板硬件抗干扰能力和主板信号完整性。在通信方面,实验验证CAN总线一次完整数据传输用时约0.2 ms,一次完整的协议转换耗时约0.21 ms,转换传输过程无拥堵冲突,运行稳定。随后设计总体实验,验证了3台分站数据交互控制能力良好,可以在水位发生变化时实时启动潜水泵,满足控制需求。在上位机监控系统层面,信息交互正常,数据读写高效,远程监控界面正常,模拟预测功能准确,Modbus TCP/IP协议传输、收发功能正常。平均传输速率为1.147 Mbps,上下限波动范围为1.114 Mbps到1.180 Mbps。整体系统平台数据传输稳定,其最大速率为117.38 kbps,最小速率为97.78 kbps,平均可达102.8 kbps。指令动作延时主要集中在13 ms以下,平均延时为8.653 ms,最大时延为32.174 ms,系统控制的实时性较好。综合测试表明,该系统可以适应煤矿井下数字化水位测控的需求,具备一定的应用前景。

吴晨红[4](2021)在《基于Modbus通信协议的信号采集系统》文中提出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。

吴昊[5](2020)在《基于STM32的东海岛站主变冷却控制器的设计》文中提出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。

陈双成[6](2020)在《核电数字化仪控系统硬件设计研究》文中认为数字化仪控系统是以计算机、网络通讯为基础的分布式控制系统,一般由操作员站、工程师站、电源系统、控制站和通信系统组成。在核电领域,核电站数字化仪控系统分安全级和非安全级。针对目前我国核电站安全级数字化仪控系统(以下简称DCS系统)严重依赖国外技术产品的现状,中核集团结合我国三代核电自主化发展的需要,开展三代核电站安全级数字化仪控系统研制工作,实现三代核电站安全级数字化仪控系统的自主化,并在实际工程得到应用,将有力提高我国核电仪控系统的研发水平,提升我国核电装备的自主化水平,推动我国核电产业布局及关键技术研究,保障我国核电发展“走出去”国家战略目标的实现。本文是以安全级DCS系统控制站为研究对象,建立一套基于FPGA技术的核电安全级数字化仪控系统产品研制技术,实现核电站安全级数字化仪控系统的技术自主化。本文首先说明本文国内外研究现状和课题意义,然后介绍核电数字化仪控系统概念、总体需求和系统功能,进行硬件总体架构设计。本文的核心是根据控制站硬件总体架构和相关技术标准,展开硬件设计。硬件设计采用通用化设计技术进行功能模块设计,形成模块化的标准元器件和标准电路,采用FPGA逻辑电路通过配置可编程逻辑组件和互联线等资源实现时序逻辑功能和组合逻辑功能,以全硬件方式实现数据处理,控制逻辑和接口协议等功能模块。硬件设计中包含诊断、可测试性和多层次的冗余等多种先进特性,并在故障检测和隔离等方面具有显着特性。最后根据标准要求,结合DCS系统的产品特性,从电源、信号完整性、时序和单元电路四个特性展开电路级硬件白盒测试。其目的是在产品研发生命周期的实现阶段即开始验证硬件设计的正确性,保证硬件的各单元电路的电气特性满足要求。本论文以安全级数字化仪控系统控制站为例阐述了硬件设计中的关键要点。硬件设计方法中的通用化设计技术提升了数字化仪控系统设计效率、长期可靠性和可维护性,FPGA技术解决了基于微处理器技术应用软件和操作系统复杂性的不足,诊断、隔离和冗余等先进特性使仪控系统具有更高的可靠性。硬件测试方法可以在正式定版嵌入式软件或逻辑固件前,发现因电路设计引起的硬件设计缺陷。同时本文论述的硬件设计和测试方法也适用于其它安全相关控制系统,具有重要的参考意义。

李德媛[7](2020)在《基于ARM的煤矿智能传感及监控分站的研究与开发》文中认为长期以来,煤矿的安全技术及监控管理系统的落后导致了矿难频发,因此如何预防煤矿安全事故已经成为当前各级政府和煤矿业监管部门的重中之重。随着我国煤矿生产作业区域的规模不断扩大,现场的电磁和自然环境的情况更加复杂,因此对煤矿安全监控的实时性和可靠性的要求更高。目前煤矿安全监控设备和系统已经应用较广,但仍然普遍存在着通信协议不规范、设备互不兼容、通信的速率太慢、监控设备和分站的人机交互界面差等诸多问题,因此需要研究与开发一款新型的煤矿安全监控系统来解决上述问题。该论文通过对国内外井下煤矿安全监控分站的深入研究,并结合未来的发展趋势,以A公司现有的KJ2000X_F1型煤矿安全监控分站所存在的问题为基础,进行了相应的技术升级,完成了新型分站功能的研究与开发。该论文的主要技术研究内容如下:(1)监控分站的关键技术创新和总体设计。根据井下煤矿设计规范对KJ2000X_F1型监控分站提出技术创新的关键点、总体设计要求和设计参数,并规划制定总体的设计升级方案。(2)监控分站的硬件设计。主要内容包括整体结构和设计思路,对CPU及其外围控制电路、电源控制电路、RS485/CAN/工业以太网通讯模块等进行设计。(3)监控分站的软件设计。主要内容包括井下监控分站的主程序、传感器数据采集处理程序、控制处理程序、通讯处理协议、图形界面处理程序等的软件设计,并对井下监控分站软件抗干扰技术进行分析研究和设计。(4)监控分站的调试。对分站的相关硬件和软件进行调试。实验结果表明:升级后的监控分站具有更高的实时性和可靠性,抗干扰能力更强,具有很好的兼容性和互操作性等优点,可以对井下生产工作环境的监控及时提供准确的环境参数和安全生产依据,能够满足煤矿安全生产的实际需求。最后对研究内容和方法进行了总结,并指出后续有待进一步深入研究的问题和地方。该论文有图44幅,表4个,参考文献56篇。

胡晓涛[8](2020)在《感应电机运行状态监测系统的研究与设计》文中研究说明感应电机因为具有结构简单、效率高和可靠性高等优点而被广泛的应用于轨道交通和工业控制领域。但是由于种种原因,感应电机在长期的运行过程中可能会出现各种故障,严重的时候甚至会造成较大的安全事故。研究表明,感应电机的电压、电流、转速和温度等信号量都能反映电机的运行状态,通过对这些信号量的实时监测可以及时有效的对电机的运行状态进行判断,对于保证其安全可靠的运行具有重要的意义。目前对感应电机状态监测系统的研究主要是结合监测系统获得的数据,研究相应的故障诊断方法对电机的运行状态进行评估,而对监测系统中传感器采集数据的可靠性的评估方法研究较少。因此,本文以实验室的两台感应电机的温度、电压、电流、转矩和转速为监测对象,搭建了一套感应电机运行状态的实时监测系统。首先对监测系统中使用的温度传感器的数据采集精度和数据采集的可靠性等问题进行了研究。一是对Pt100测温过程中存在的非线性测量误差进行了分析,通过MATLAB仿真证明了采用的最小二乘分段线性拟合方法在减小误差,保证温度数据采集精度上的良好效果。二是针对温度传感器运行过程中可能会出现故障,提供虚假数据的问题,利用一种基于贝叶斯估计的数据融合方法对多温度传感器采集的数据进行预处理,从而保证采集的温度数据是准确可靠的。然后对监测系统的具体设计与实现过程进行了详细的介绍。包括温度采集装置、电压采集装置、电流采集装置和采集传输装置的软硬件设计,以及上位机监控软件的设计。最后,通过利用开发的温度采集装置进行温度测试实验,结果表明采用最小二乘分段线性拟合方法补偿后的测温装置的精度能够满足要求;通过利用监测系统实际采集到的温度数据对本文采用的一种基于贝叶斯估计的数据融合方法进行验证,结果表明该方法能够有效的对传感器输出数据的可靠性进行评估,剔除虚假数据,从而保证监测数据的准确可靠。并对所开发的监测系统经过多方面的实验测试,结果表明系统运行正常,能够实现对电机运行状态的实时监测。研究成果不仅对感应电机状态监测系统的性能提升具有现实意义,同时作为一个实验平台,在开展其它科学实验以及教学演示当中能够发挥重要的作用,具有较好的应用价值。

王雪松[9](2020)在《电牵引采煤机分布式控制系统的研究与开发》文中研究说明随着煤炭智能开采从概念逐步且越来越富有内涵地走向工程实践,作为其中最为关键的开采装备——采煤机也必须具备相应的智能化功能。本文立足于作者的工作岗位,结合太重煤机有限公司(以下简称太矿)智能开采装备研发规划,对电牵引采煤机新一代分布式控制系统进行了深入系统的研究和实用产品的开发。首先,根据煤炭智能开采对采煤机的智能化要求,结合太矿采煤机及其控制系统的发展历史、现有水平,以及应对未来智能开采时代的煤机发展战略,对标国际先进水平,制定了新一代电牵引采煤机分布式控制系统的整体架构和功能模块构成:采用32位主、从控制器(主控制器型号DX-M3530,从控制器型号DX-M302)、CAN总线通讯方式的分布式控制模式;将整个控制系统按照功能划分为主控制单元、高压测控单元、本安测控单元、无线4G信号转换模块、本安信号采集模块、传感器单元等,并进行了主控制器的开发及检测检验。第二,研发了分布式电控系统中主要监控模块,用于监测8路PT100温度信号、三轴倾角、环境温湿度等。从该分布式模块的功能需求入手,分析并设计了该模块的硬件电路,具体包括:输入、输出量接口模块、电源模块、MCU控制部分、PT100检测部分、CAN通信部分、环境温湿度检测、倾角检测等,并进行了可靠性测试设计。第三,研究了采煤机状态监测与故障诊断系统并加以实现。状态监测除了常规的电机温度、电流、牵引速度、角度等检测量以外,还通过安装旋转编码器、压力、温度、振动、电缆张力等传感器实现了太矿采煤机更加全面的工况监测,首次实现了太矿采煤机拖曳电缆的张力监测,增强了采煤机机载预警与故障提示功能,故障代码达到了81个;通过新研发的机载数据记录仪,可采集、存储采煤机的110种状态数据,数据记录可长达90天、约90亿条记录;井下实时监测的采煤机通讯状态、关键部位温度、压力及流量值、摇臂角度、煤机位置、记忆截割等数据,通过机载无线通信单元和防爆天线经矿井环网传输至太矿采煤机云端远程运维中心,为后期实现采煤机远程信息融合故障诊断和预测预警奠定了基础。第四,主持设计的基于分布式电控系统的采煤机智能化功能实现突破:首次实现了摇臂高度自动调节、牵引速度自动调节和基于TD-LTE制式的4G采煤机信息无线传输等功能,显着提升了采煤机的智能化水平。

柯先云[10](2020)在《无人艇多总线转换及数据监控系统的设计与实现》文中研究说明现代无人艇作为一种高度智能化的无人控制平台,内部控制网络和相关结构单元十分复杂。其控制系统的总线类型多样且互不兼容,加大了数据在无人艇控制系统内部传输和交互的难度,也在一定程度上限制了无人艇的发展。因此,本文在不改变无人艇现有控制网络架构的基础上,提出了一种多总线转换的方案,并基于此方案,设计并实现了无人艇多总线转换及数据监控系统。本文在对团队自主研制的xx68系列无人艇控制系统进行详细分析的基础上,设计并实现了针对CAN、以太网、RS485和RS232的总线协议转换硬件,在此基础上,开发了总线驱动和协议转换的底层软件。此外,为便于对无人艇内部参数的监控,研发了基于Labview的上位机监控及数据存储系统。具体工作如下:首先,针对自主研制的xx68系列无人艇控制系统内部总线类型多样的问题,开发了兼容CAN总线、以太网总线、RS485总线和RS232总线的硬件平台。为了提升数据传输的稳定性和可靠性,总线接口均采用冗余设计;其次,在完成硬件设计的基础上,针对总线不兼容的问题,开发了总线驱动和协议转换的底层软件,实现了CAN到以太网,RS485到以太网和RS232到以太网的双向协议转换;再次,基于Labview的上位机监控及数据存储系统,采用多线程、数据库、多级队列数据处理算法等技术,在提高上位机监控及数据存储系统实时性的基础上,实现了对无人艇监控参数的实时更改和变频采集功能。系统设计完成后,借助无人艇实验平台,对下位机系统的协议转换功能,上位机监控及数据存储系统的参数实时更改功能、变频采集功能以及数据存储功能进行了测试,测试结果表明本系统的功能和性能均符合设计要求,验证了整体方案的可行性和有效性。

二、提高RS-485现场总线网络可靠性的措施(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、提高RS-485现场总线网络可靠性的措施(论文提纲范文)

(1)机场履带式工程机械行驶控制器及数据通讯系统研发(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 CAN总线研究现状
        1.2.2 履带式工程机械运动控制研究现状
    1.3 本文研究内容及意义
        1.3.1 论文研究内容
        1.3.2 论文研究意义
2 履带式工程机械行驶控制系统方案设计
    2.1 行驶控制系统的开发背景
        2.1.1 机场道面履带式工程机械结构
        2.1.2 机场道面成型机动力系统
        2.1.3 机场道面成型机作业工况
        2.1.4 机场施工环境条件
    2.2 履带式工程机械行驶控制需求分析
    2.3 行驶控制器及数据通讯系统方案设计
        2.3.1 履带式工程机械行驶控制系统架构设计
        2.3.2 履带式工程机械行驶控制器方案设计
        2.3.3 履带式工程机械数据通讯系统方案设计
    2.4 本章小结
3 履带式工程机械运动仿真分析
    3.1 履带式工程机械直线行驶运动学分析
    3.2 履带式工程机械转向行驶分析
        3.2.1 转向中心在履带内侧
        3.2.2 转向中心在履带外侧
    3.3 履带式工程机械大半径转向Simulink仿真分析
        3.3.1 驱动电机系统模块
        3.3.2 高低速分析模块
        3.3.3 履带式工程机械运动学模块
        3.3.4 履带式工程机械仿真对比分析
    3.4 本章小结
4 基于CAN总线协议的数据通讯系统设计
    4.1 数据通讯系统结构设计
    4.2 数据通讯系统模块搭建
        4.2.1 避障雷达模块
        4.2.2 编码器模块
        4.2.3 摄像头模块
        4.2.4 横摆角速度模块
        4.2.5 Zigbee通讯模块
        4.2.6 警报模块
    4.3 CAN总线协议模块硬件设计
        4.3.1 CAN协议模块主控制器电路设计
        4.3.2 输入接口电路设计
        4.3.3 输出接口电路设计
        4.3.4 电源部分电路设计
        4.3.5 芯片外设电路设计
    4.4 CAN总线协议模块软件设计
        4.4.1 μC/OS-II操作系统
        4.4.2 输入接口软件配置
        4.4.3 输出接口软件配置
        4.4.4 CAN总线协议模块软件流程
    4.5 本章小结
5 履带式工程机械行驶控制器设计
    5.1 履带式工程机械行驶控制器选型
    5.2 行驶控制器基于状态机软件总体设计
    5.3 自检警报模块功能实现
        5.3.1 CAN总线自检
        5.3.2 数据通讯端自检
        5.3.3 工业摄像头自检
        5.3.4 故障信息处理
    5.4 手动行驶模块功能实现
        5.4.1 CAN数据帧接收
        5.4.2 行驶控制器状态信息数据帧发送
        5.4.3 电机控制数据帧发送
    5.5 全自动作业模块履带同步功能实现
        5.5.1 牛顿迭代法软件实现
        5.5.2 模糊PID控制器软件实现
    5.6 全自动作业模块直行纠偏功能实现
        5.6.1 图像采集软件实现
        5.6.2 采集图像处理软件实现
        5.6.3 直线拟合软件实现
        5.6.4 纠偏策略软件实现
    5.7 安全制动模块功能实现
    5.8 本章小结
6 行驶控制器及数据通讯系统功能验证与分析
    6.1 试验平台的搭建
        6.1.1 履带式工程机械试验样机搭建
        6.1.2 通讯测试系统
    6.2 数据通讯系统功能验证
        6.2.1 数据通讯端周期上报功能验证
        6.2.2 数据通讯端交互功能验证
    6.3 行驶控制器模块功能验证
        6.3.1 安全警报模块功能验证
        6.3.2 手动行驶模块功能验证
        6.3.3 全自动行驶模块功能验证
        6.3.4 安全制动模块功能验证
    6.4 本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
    攻读硕士学位期间发表的论文

(2)大规模传感阵列数据传输系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及趋势
    1.3 论文的主要内容和章节安排
    1.4 本章小结
2 整体方案的设计及关键技术分析
    2.1 系统需求分析
        2.1.1 设计任务
        2.1.2 技术指标
        2.1.3 系统设计思路
    2.2 功能分析
    2.3 关键技术研究
        2.3.1 大规模测量阵列的组网重构设计
        2.3.2 复杂狭小空间内电路布局设计
        2.3.3 强电磁环境下电磁兼容性设计
    2.4 本章小结
3 数据传输系统硬件电路设计
    3.1 硬件电路总体设计方案
    3.2 采集模块电路
        3.2.1 FPGA控制模块设计
        3.2.2 通信模块选型
        3.2.3 RS-485 接口模块设计
    3.3 路由器电路设计
    3.4 USB接口设计
    3.5 传感单元设计
    3.6 系统电源模块设计
    3.7 本章小结
4 系统的软件设计
    4.1 系统软件设计概述
    4.2 RS-485 通信协议设计
    4.3 路由器网络路由表设计
    4.4 上位机软件设计
    4.5 本章小结
5 系统测试与分析
    5.1 系统搭建
    5.2 系统通信功能测试
    5.3 总线网络实时性、确定性测试
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 下一步工作建议与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所得的研究成果
致谢

(3)煤矿井下数字化水位测控系统研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外相关研究现状
        1.2.1 国外相关研究现状
        1.2.2 国内相关研究现状
    1.3 主要内容与章节安排
第二章 数字化水位测控系统总体方案设计
    2.1 本章引言
    2.2 数字化水位测控系统总体方案
        2.2.1 数字化水位测控系统组成结构
        2.2.2 数字化水位测控系统总体设计
    2.3 数字化水位测控系统硬件设计方案
        2.3.1 矿用高可靠水位传感器设计方案
        2.3.2 数字化控制分站设计方案
    2.4 数字化水位测控系统井下水位控制方案
        2.4.1 煤矿井下水位控制结构
        2.4.2 煤矿井下水位控制策略
    2.5 数字化水位测控系统上位机软件设计方案
        2.5.1 上位机监控系统架构设计
        2.5.2 上位机监控系统操作流程设计
    2.6 数字化水位测控系统通信方案
        2.6.1 信息传输设计方案
        2.6.2 数据协议转换设计方案
    2.7 本章小结
第三章 矿用电容式水位传感器设计
    3.1 本章引言
    3.2 电容式水位传感器测量系统设计
        3.2.1 电容式水位传感器硬件电路设计
        3.2.2 电容式水位传感器软件设计
    3.3 电容式水位传感器数字通信系统设计
        3.3.1 电容式水位传感器RS-485 数据传输原理
        3.3.2 电容式水位传感器RS-485 通信硬件电路设计
        3.3.3 电容式水位传感器RS-485 通信软件设计
    3.4 电容式水位传感器性能验证实验
        3.4.1 电容式水位传感器测量性能验证实验
        3.4.2 电容式水位传感器RS-485 通信性能验证实验
    3.5 本章小结
第四章 数字化水位测控系统井下控制分站设计
    4.1 本章引言
    4.2 测控系统井下控制分站结构设计
        4.2.1 井下控制分站硬件电路设计
        4.2.2 井下控制分站软件设计
    4.3 测控系统井下控制分站通信系统设计
        4.3.1 井下控制分站CAN总线数据传输原理
        4.3.2 井下控制分站CAN总线通信硬件电路设计
        4.3.3 井下控制分站CAN总线通信软件设计
    4.4 测控系统井下控制分站性能验证实验
        4.4.1 井下控制分站控制性能验证实验
        4.4.2 井下控制分站通信性能验证实验
    4.5 本章小结
第五章 数字化水位上位机监控系统设计
    5.1 本章引言
    5.2 上位机与分站通信系统设计
        5.2.1 Modbus TCP/IP数据传输原理
        5.2.2 Modbus TCP/IP通信硬件电路设计
        5.2.3 Modbus TCP/IP通信软件设计
    5.3 水位测控系统上位机组态软件设计
        5.3.1 上位机人机交互界面设计
        5.3.2 上位机信息发布设计
        5.3.3 上位机数据库查询设计
        5.3.4 水位控制脚本算法设计
    5.4 上位机性能验证实验
        5.4.1 上位机与分站通信性能验证实验
        5.4.2 测控系统运行性能验证实验
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(4)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

(5)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

(6)核电数字化仪控系统硬件设计研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究发展现状
    1.3 本文工作及选题的意义
    1.4 论文的组织结构
第二章 核电数字化仪控系统介绍
    2.1 核电数字化仪控系统概述
        2.1.1 概念
        2.1.2 硬件构成
    2.2 核电数字化仪控系统总体需求
        2.2.1 功能描述
        2.2.2 工作模式
        2.2.3 系统特性
        2.2.4 总体需求
        2.2.5 可靠性/可用性需求
        2.2.6 模块需求
        2.2.7 诊断与监视
        2.2.8 电气需求
    2.3 硬件架构设计
第三章 核电数字化仪控系统控制站硬件设计
    3.1 硬件需求
    3.2 硬件设计思路
    3.3 机箱背板
        3.3.1 功能描述
        3.3.2 硬件设计
    3.4 逻辑功能模块通用设计
        3.4.1 主要器件
        3.4.2 电源电路
        3.4.3 FPGA 逻辑电路
        3.4.4 通信总线电路
        3.4.5 背板连接电路
    3.5 控制器
        3.5.1 FPGA 逻辑电路
        3.5.2 总线 5 接口电路
    3.6 维接口护设备
        3.6.1 维护网络接口电路
        3.6.2 RMII 接口
        3.6.3 模式切换电路
    3.7 通信设备
        3.7.1 点对点网络接口
        3.7.2 多节点网络接口
        3.7.3 GMII 接口设计
    3.8 I/O 设备硬件
        3.8.1 开关量输出通道
        3.8.2 开关量输入通道
        3.8.3 模拟量输出通道
        3.8.4 模拟量输入通道
    3.9 本章小结
第四章 核电数字化仪控系统硬件测试
    4.0 硬件测试目的和思路
    4.1 通用电路测试
        4.1.1 电源特性
        4.1.2 信号质量特性
        4.1.3 时序特性
        4.1.4 单元电路特性
    4.2 控制器
    4.3 维护接口设备
    4.4 通信设备
    4.5 I/O设备
        4.5.1 开关量输出通道
        4.5.2 开关量输入通道
        4.5.3 模拟量输出通道
        4.5.4 模拟量输入通道
    4.6 本章小结
第五章 结束语
    5.1 论文工作总结
    5.2 关键技术及创新点
    5.3 工作展望
参考文献
致谢
作者简介

(7)基于ARM的煤矿智能传感及监控分站的研究与开发(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 选题背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 监控分站概述
    1.4 监控分站存在的技术问题
2 监控分站的升级改造方案
    2.1 主要技术性能指标和研究任务
    2.2 监控分站技术升级主要内容
    2.3 关键设计
3 监控分站的硬件设计
    3.1 分站硬件电路基本组成
    3.2 分站硬件电路主控模块
    3.3 KJJ660(A)交换机
    3.4 矿用电源及备用电源
    3.5 传感器
    3.6 远程断电器
    3.7 PCB的设计
4 监控分站的软件设计
    4.1 主控板卡软件设计
    4.2 采集程序
    4.3 通讯协议
    4.4 软件抗干扰设计
5 调试与实现
    5.1 硬件调试
    5.2 软件调试
6 结论与展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(8)感应电机运行状态监测系统的研究与设计(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 课题背景和意义
    1.2 感应电机监测系统国内外研究现状
        1.2.1 电机状态监测技术国内外研究现状
        1.2.2 电机监测系统的发展与应用
    1.3 论文主要内容
2 感应电机状态监测系统的总体设计
    2.1 监测系统的总体结构
    2.2 监测系统关键技术介绍
        2.2.1 温度传感器选取
        2.2.2 电压电流传感器选取
        2.2.3 转矩转速测量方法
        2.2.4 数据传输方法
    2.3 小结
3 电机温度数据测量和处理方法研究
    3.1 温度传感器测量非线性补偿方法研究
        3.1.1 温度传感器非线性测量误差分析
        3.1.2 插值与曲线拟合法
    3.2 多传感器采集数据的预处理方法研究
        3.2.1 多传感器数据融合技术
        3.2.2 多传感器数据融合方法分析
        3.2.3 一种基于贝叶斯估计的数据融合方法
    3.3 小结
4 感应电机状态监测系统的设计实现
    4.1 感应电机状态监测装置硬件设计实现
        4.1.1 温度采集装置硬件设计
        4.1.2 电压电流采集装置硬件设计
        4.1.3 采集传输装置硬件设计
    4.2 感应电机状态监测系统软件设计实现
        4.2.1 温度采集装置软件设计
        4.2.2 电压电流采集装置软件设计
        4.2.3 采集传输装置软件设计
        4.2.4 上位机软件设计
    4.3 小结
5 实验测试与分析
    5.1 实验装置
    5.2 温度测试
    5.3 基于贝叶斯估计数据融合算法实测数据分析
    5.4 电机状态监测系统的测试
        5.4.1 RS485通信测试
        5.4.2 以太网通信测试
        5.4.3 系统整体测试
    5.5 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录A
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(9)电牵引采煤机分布式控制系统的研究与开发(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
1 绪论(Introduction)
    1.1 世界电牵引采煤机发展概述(Development of the World Electric Haulage Shearer)
    1.2 太矿电牵引采煤机及其电控系统的发展历程(Development History of the Company's Electric Haulage Shearer and its Electronic Control System)
    1.3 电牵引采煤机及其控制系统的未来发展趋势(Future Development Trend of Electric Haulage Shearer and its Control System)
    1.4 本文主要研究内容(The Main Work of this Article)
2 采煤机分布式控制系统的架构设计与开发(Research and Development of Distributed Control System for Shearer)
    2.1 采煤机分布式控制系统的总体架构(The Overall Architecture of the Distributed Control System of the Shearer)
    2.2 采煤机分布式控制网络模型(Distributed Control Network Model for Coal Shearer)
    2.3 采煤机分布式电控系统总体功能设计( The Overall Functional Design of Shearer Distributed Electronic Control System)
3 基于CAN总线的控制器的研发与检测(Development and Test of CAN Bus Controller)
    3.1 可编程逻辑控制器PLC的应用经验(Experience in PLC Application)
    3.2 主控制器的技术参数(Technical Parameters of the Master Controller)
    3.3 从控制器的技术参数(Technical Parameters of the Secondary Controller)
    3.4 控制器软件设计(Software Design of Controller)
    3.5 控制器的可靠性(The Reliability of the Controller is Defined)
    3.6 控制器的检测及检验(Controller Test and Inspection)
4 分布式监控模块的开发(Development of Distributed Monitoring Module)
    4.1 分布式模块的研究(The Research of the Distributed Module)
    4.2 分布式模块的可靠性测试(Reliability Testing of Distributed Modules)
5 状态监测与故障诊断系统研究(Research on Multi-sensor Information Fusion Technology and Fault Diagnosis)
    5.1 采煤机故障及诊断技术存在的主要问题(Main Problems of Shearer Fault and Diagnosis Technology)
    5.2 基于CAN总线的采煤机状态监测及故障诊断系统设计与研制(Design and Development of a Shearer Condition Monitoring and Fault Diagnosis System Based on CAN Bus)
    5.3 采煤机远程诊断系统设计(Design of the Remote Diagnosis System of the Shearer)
6 采煤机智能化功能设计与实现(Intelligent Design of Distributed Control System Based on Shearer)
    6.1 滚筒高度自动调节技术(Roller Height Automatic Adjustment Technology)
    6.2 牵引速度自动调节技术(Automatic Haulage Speed Adjustment Technology)
    6.3 基于地理信息系统(GIS)的采煤机定位与煤层识别技术(Shearer Positioning and Coal Seam Identification Technology Based on Geographic Information System (GIS))
    6.4 基于TD-LTE制式的采煤机无线数据传输系统(Wireless Data Transmission System of Shearer Based on TD-LTE)
7 结论与展望(Conclusion and Expectation )
    7.1 结论(Conclusion)
    7.2 展望(Expectation)
参考文献
附录
作者简历
学位论文数据集

(10)无人艇多总线转换及数据监控系统的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 无人艇的发展现状
    1.3 多总线技术的研究现状
    1.4 论文的主要研究内容与组织架构
2 系统架构和总体设计
    2.1 系统需求分析
    2.2 系统架构设计和关键技术研究
    2.3 相关协议和帧格式
    2.4 本章小结
3 下位机协议转换系统的设计与实现
    3.1 最小系统设计
    3.2 总线接口电路设计
    3.3 协议转换算法设计与实现
    3.4 本章小结
4 上位机监控及数据存储系统的设计与实现
    4.1 上位机总体架构
    4.2 监控软件设计与实现
    4.3 本章小结
5 实验测试和结果分析
    5.1 实验平台简介
    5.2 功能测试和结果分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文主要工作
    6.2 课题展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间研究成果

四、提高RS-485现场总线网络可靠性的措施(论文参考文献)

  • [1]机场履带式工程机械行驶控制器及数据通讯系统研发[D]. 张腾. 浙江大学, 2021(01)
  • [2]大规模传感阵列数据传输系统设计[D]. 姜思如. 中北大学, 2021(09)
  • [3]煤矿井下数字化水位测控系统研究[D]. 徐晓天. 太原理工大学, 2021(01)
  • [4]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)
  • [5]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)
  • [6]核电数字化仪控系统硬件设计研究[D]. 陈双成. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [7]基于ARM的煤矿智能传感及监控分站的研究与开发[D]. 李德媛. 华北科技学院, 2020(02)
  • [8]感应电机运行状态监测系统的研究与设计[D]. 胡晓涛. 北京交通大学, 2020(03)
  • [9]电牵引采煤机分布式控制系统的研究与开发[D]. 王雪松. 中国矿业大学, 2020(03)
  • [10]无人艇多总线转换及数据监控系统的设计与实现[D]. 柯先云. 华中科技大学, 2020(01)

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提高RS-485现场总线网络可靠性的措施
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