论文摘要
DNC数据采集和状态监控系统作为MES信息的主要来源,通过该系统可及时准确地了解工厂的设备运行、产品加工生产过程情况,但是却不能有效的对人机交互信息进行监控,论文通过对国内外DNC技术发展现状的研究,以及现代数控设备对于人机交互系统的需求,设计了基于DNC系统的数控设备人机交互信息的监控系统。论文基于电阻触摸屏技术原理,采用ATmega16微处理器进行按键信息采集和数据处理,再通过DNC智能终端进行传输,实现了基于DNC系统的数控设备人机交互信息的监控。在论文中,首先针对数控设备人机交互的现状提出了四种研究方案,即摄像头监控、红外线探头监控、传感器监控以及触摸屏监控,通过比较分析最后选择了基于触摸屏技术的检测原理及方法,构建了主从式控制的硬件平台,采用ARM微处理器作为主机,ATmega16单片机作为从机。原理如下:触摸屏控制芯片采集数控面板按键触摸信息,通过I2C总线传送至从机单片机,从机作为一个独立的模块,实现了数控设备控制面板按键信息的采集,从机对数据信息进行处理之后传送至主机,主机与从机之间通过串行异步通讯,主机接收到从机传送的处理数据,通过DNC系统中的以太网上传至上位服务器进行显示监控。论文对数控设备人机交互信息采集部分以及整个系统的软、硬件部分都进行了详细的模块化设计。硬件方面包括电阻触摸屏采集控制部分、单片机的选型设计部分,其中单片机的外围模块设计包括电源模块设计、实时时钟设计、复位电路设计、数据存储模块设计、串行接口设计、主从单片机的通讯设计等相关部分。软件设计结合硬件的功能,并且采用模块化结构进行设计,主要包括主程序设计、实时时钟任务设计、单片机与触摸屏控制芯片的通讯设计、单片机的模数转换控制设计、采集数据存储控制、键盘数据处理程序设计、异构数控面板的集成化设计,软件还设计了主/从机之间的通信协议,有效地提高了数据传输的可靠性。在论文的最后部分,分析了在整个系统中存在的干扰源,干扰源的形成要素以及干扰源的主要传播途径,并且详细的研究了在整个软硬件过程中所采用的有效的抗干扰技术。
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