嵌入式监控系统设计及其工业应用

论文摘要

随着通讯技术、网络技术和半导体技术的飞速发展,Internet技术正在逐渐向工业控制和嵌入式系统设计领域渗透。在嵌入式系统中应用广泛采用的TCP/IP网络协议,可以实现现场设备与管理信息网、Internet网络的直接互联,更好的为企业生产和管理服务是当前监控系统发展的热点领域和重要方向。本文首先介绍了远程监控的模型以及其发展情况,以及嵌入式系统的概念、特点、应用和分类,并结合实际应用提出了开发嵌入式系统的工作流程,对整个嵌入式远程监控系统的设计和开发提供了指导。之后,介绍了Internet技术和网络通讯技术中采用的重要协议和语言。在以上理论的基础之上,本文对嵌入式系统和Internet网络技术相结合进行分析,对嵌入式系统的网络接入、通讯协议转换等方面进行详细的阐述,随后提出把嵌入式服务器技术引入控制系统的设计的设想,即将每个前端控制设备设置为一个小的服务器,它用来采集数据、反馈信息,以及接受浏览器端的命令对现场进行监控。因为该技术基于TCP/IP,系统具有最大的开放性且易于使用,而且在通信距离和通信质量也能得到很好的保证。最后,根据嵌入式系统的硬件和软件设计的基本原则,本文选择了美国Rabbit半导体公司生产的Rabbit2000芯片作为嵌入式系统的核心,其特性和开发软件Dynamic C也满足了设计的基本原则。在对发酵罐远程监控系统设计中,本文确定了嵌入式监控系统各功能模块及相互关系,并根据控制要求设计了软件流程、网络连接方式,随后详细的将嵌入式Web服务器和Email服务器的配置过程进行了说明。本嵌入式监控系统合理的运用了网络技术实现了对发酵罐生产过程中实时数据的采集、工艺参数实时查看和修改、故障报警信息的发送等功能,并在实际生产中得到了应用,大大的节约了生产和维护成本,取得了一定的经济效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究的意义与研究内容
• 1.2.1 课题研究的意义
• 1.2.2 研究内容
• 第二章 嵌入式系统及其在Internet领域的应用
• 2.1 嵌入式系统简介
• 2.1.1 嵌入式系统的特点
• 2.1.2 嵌入式系统的发展
• 2.1.3 嵌入式系统应用
• 2.1.4 嵌入式系统的组成及分类
• 2.2 嵌入式系统设计流程
• 2.3 Internet网络简介
• 2.3.1 Internet网络概述
• 2.3.2 Internet网络发展及特点
• 2.4 网络通讯技术
• 2.5 HTTP介绍
• 2.6 嵌入式系统在Internet中的应用
• 2.6.1 嵌入式系统与Internet结合具有以下优点
• 2.6.2 嵌入式系统的网络接入
• 2.6.3 通讯协议转换
• 2.6.4 嵌入式服务器技术
• 2.7 本章小结
• 第三章 嵌入式监控系统的设计
• 3.1 嵌入式系统设计的技术问题
• 3.1.1 硬件设计问题
• 3.1.2 软件开发问题
• 3.2 嵌入式监控系统的硬件设计
• 3.2.1 嵌入式系统芯片选择
• 3.2.2 Rabbit 2000的结构
• 3.2.3 Rabbit 2000的特点
• 3.3 软件开发环境
• 3.3.1 Dynamic C语言
• 3.3.2 Dynamic C的特点
• 3.3.3 Dynamic C语言的几点创新
• 3.3.4 Dynamic C设计规范
• 3.4 嵌入式监控系统的功能模块设计
• 3.5 嵌入式控制器的模糊自适应PID控制
• 3.6 嵌入式系统的软件流程
• 3.7 本章小结
• 第四章 嵌入式监控系统在发酵罐控制过程中的应用
• 4.1 嵌入式服务器和网络连接
• 4.4 嵌入式控制器的Web服务器实现
• 4.4.1 Web服务器初始化配置
• 4.4.2 Web服务器处理变量显示
• 4.4.3 Web服务器处理变量修改
• 4.5 嵌入式控制器的邮件服务器设计
• 4.5.1 邮件服务器初始化配置
• 4.5.2 设置邮件
• 4.5.3 发送邮件
• 4.6 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献