嵌入式网络控制器在柴油智能发电机中的应用

论文摘要

本论文通过对目前国内外网络监控技术进行深入调查研究，对各种网络监控系统组成方式及其所存在问题，以及解决这些问题的方法及其所采用的通信技术进行较为深入的探讨，针对柴油智能发电机组的远程监控和故障诊断，构想了适合柴油智能发电机组的基于工业以太网的远程集中监控和故障诊断平台，以实现对网络中各设备节点的远程集中监控管理、提高设备运行效率和管理效率、降低管理成本的目标，进一步增强了设备系统整体的稳定性和可靠性。其次，在文中对工业以太网环境下嵌入式TCP／IP接入技术及其实现方法，基于Windows操作系统的网络通信技术、串口通信技术以及数据库通信技术进行了详尽的描述，并在此基础上，通过对柴油智能发电机组远程监控和故障诊断平台的需求进行分析，提出了基于工业以太网的柴油发电机组远程网络监控系统解决方案，并构建了基于嵌入式TCP／IP技术的网络监控系统模型。本文重点对柴油智能发电机组远程监控和故障系统各构成模块进行了详细分析，给出了设计原理及实现方法，并对嵌入式网络控制器模块的设计及实现作了重点介绍，叙述了嵌入式网络控制器的硬件组成及相应软件模块的实现方法。本课题围绕柴油发电机组的远程监控和故障诊断需求，研究并设计了基于工业以太网技术的嵌入式网络控制器，这种采用单片机组成的网络控制器可以满足整个监控系统的要求，而且它的造价、尺度都非常小，使得组建以太网远程监控和故障诊断系统不再是一件很麻烦的事。国内外柴油发电机组自动化控制得发展现状就是功能模块化，自动化模块和通信模块的功能进一步完善和增强是柴油发电机自动化控制发展的趋势。模块功能的高度集成化和使用的高度灵活性，将会使柴油发电机组自动化控制系统越来越完美、设计原来越简单、使用越来越可靠。本文除对柴油智能发电机组的监控系统具有现实意义，还对国内企业其它大型机电设备的远程监控及诊断，乃至整个中小型企业信息化工作的推进，都具有重要的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 柴油智能发电机自动化控制的历史
• 1.2.2 柴油智能发电机网络监控的必要性
• 1.2.3 国内外网络监控系统的研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 文章组织
• 1.5 本章小结
• 第2章 相关技术
• 2.1 嵌入式Internet技术
• 2.1.1 嵌入式技术背景介绍
• 2.1.2 嵌入式系统
• 2.1.3 嵌入式Internet技术
• 2.1.4 实现嵌入式Internet的方法
• 2.2 数据采集技术
• 2.2.1 数据采集定义
• 2.2.2 采样频率、抗混叠滤波器和样本数
• 2.3 网络通信技术
• 2.3.1 面向连接的流式套接字编程模型
• 2.3.2 面向连接的数据套接字编程模型
• 2.4 串口通信技术
• 2.4.1 串口通信的定义
• 2.4.2 串口通信的实现方法
• 2.5 数据库访问技术
• 2.6 本章小结
• 第3章 柴油智能发电机远程网络监控总体设计
• 3.1 引言
• 3.2 监控系统功能要求和设计原则
• 3.3 监控系统的设计
• 3.3.1 系统总体构成
• 3.3.2 嵌入式网络控制器的设计
• 3.3.3 远端监控软件的设计
• 3.4 通讯模型和协议
• 3.5 整个监控系统特点
• 3.6 本章小结
• 第4章 发电机网络监控系统嵌入式控制器的设计和实现
• 4.1 引言
• 4.2 嵌入式控制器总体设计
• 4.3 数据采集模块的设计及实现
• 4.4 以太网接口模块的设计及实现
• 4.4.1 RTL8019AS芯片工作方式
• 4.4.2 RTL8019AS芯片I/O接口
• 4.4.3 RTL8019AS芯片驱动
• 4.5 串口通信模块的设计
• 4.5.1 嵌入式网络控制器端串口通信功能的实现
• 4.5.2 PC端串口通信功能的实现
• 4.6 嵌入式控制器主控程序的设计
• 4.6.1 嵌入式网络控制器端串口通信功能的实现
• 4.6.2 PC端串口通信功能的实现
• 4.6.3 应用程序的编写
• 4.7 本章小结
• 第5章 结论和进一步工作
• 5.1 全文总结
• 5.2 后续工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间发表的学术论文