| [页数] 64 [字数] 32259 [目录] 摘要 3 ABSTRACT 4 第一章绪论 5 第二章MODBUS与CAN现场总线通讯原理 8 第三章多参数的测控原理及实现 14 第四章网络型多参数测控系统的软硬件设计 24 第五章网络型多参数测控系统 49 第六章系统测试 54 第七章总结和展望 62 参考文献 63 致谢 64 [原文] 第一章绪论 1.1引言 随着处理器速度和免费开放操作系统的迅速发展，多网络接口的多参数测量控制以及具有优美分析画面的测控系统成为可能。本课题主要是对水产养殖的一些参数进行测量和控制以及工业现场总线的研究，这些研究是基于ARMg一L工NUX嵌入式系 统和QT/E嵌入式图形界面开发平台的。目前工厂化水产养殖作为一门新兴的产业，它将逐步取代传统的池塘、流水、网箱、大棚等养殖方式。它是通过生物方法、物理方法及化学方法的有机结合，将水处理过程综合考虑，使养殖过程达到最佳状态，在农业上形成不受自然条件影响的循环式高密度养殖方式;在水质方面，它的养殖水和排放水也将更加符合工业化和污水排放的标准要求。因此，研究工厂化水环境多参数监控系统是工农业现代化发展的需要，也是我国加入WTO，参与国际、国内两个市场竞争的必然趋势。 1.2嵌入式技术的发展及嵌入式系统的广泛应用 嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用软件等部分组成，用于实现对其它设备的控制、监视和管理等功能。嵌入式系统以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格的要求，属于专用计算机系统。特别近年来，嵌入式操作系统和微处理器飞速发展，给嵌入式系统的发展提供更高的要求、也为其功能创新注入活力。 嵌入式技术发展大致经历了三个阶段，第一阶段是以单片机为核心的可编程控制器系统;第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统;第三阶段是嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。嵌入式系统软件发展大致上经历了两个阶段...... [摘要] 本课题是江苏省“十一五”工业攻关项目“总线化智能多参数高精度检测及控制仪表开发与产业化(BEZOO6OgO)”。本项目要求多环境参数测控、多总线接口，选择具有丰富接口的高速处理器作为本项目的核心。为满足多参数测控精度和多网络接口通讯可靠性，嵌入式设计是应用系统的理想选择。本文所研究的多参数测控装置是以三星公司生产的32位ARM微处理器53C2410为核心的嵌入式系统，该系统能实时地获取水环境参数，为水环境和多总线接口提供基本的数据和控制信息。 本文详细地介绍了MODBUS和CAN多US总线协议和通讯原理，阐述了水产养殖几个重要环境参数一溶解氧、温度、PH值的检测算法原理、以及传感器调理电路和温度、溶解氧的控制策略，进行了测控系统的硬件架构和各个模块的原理设计，实现了操作系统的移植，编写了驱动程序。在基于QT/E环境下实现了系统的测控和总线通讯部分上层软件设计。提出并实施了系统测试方案，成功地完成了测控系统的硬件、软件测试、以及通信功能测试和现场在线测试。 本论文的研究开发工作是在实践的基础上完成的，实验结果证明该系统充分利用了53C2410芯片提供的资源，具有高性能、低功耗、低成本的优点，在各个方面的性能比传统的水环境参数测控系统有很大提高，通过测试实现了预期的各种功能，完全达到预期要求。 [参考文献] 【1〕王美功.建设21世纪蓝色农业.海洋信息，1999(4):16一17 [2]张田.工厂化水产养殖理念变革之探讨.中国水产，2004(08) 〔3」(美)鲁比尼 (Rubini，A.)等著;魏永明等译 .L1nux设备驱动程序(第二版)中国电力出版社，2002.10 「4〕袁桂良，刘鹰.工厂化养殖—水产养殖业发展的动力与潜力.内陆水产，2001(04) [5]范销.现场总线的发展趋势.自动化仪表，2000(2) 「6〕马忠梅.ARM&LinuX嵌入式系统教程.北京:北京航空航天大学出版社，2002 [7]Xteam(中国)软件技术公司.Qt程序设计.北京:清华大学出版社，2002 「8」广州友善之臂科技有限公司.SBC2410X使用手册，2004 〔9〕周立功.ARM微控制器基础与实战.北京:北京航空航天大学出版社，2003 [10]例翁荡蓉，赵列军，高鸿.示波滴定法在环境监测中的应用一水中溶解氧、氯、钙及镁的测定.分析化学，1992，20(3):309~311 「11」阎军.水质监测传感器的开发应用.仪器仪表与分析监测，1995(2)[12〕黄彩海等.水中饱和溶解氧热力学经验计算式的建立与应用.陕西环境，1996，3(2):12一16 〔13〕祈欣.水产养殖业用溶解氧检测仪.传感器技术，2001(n):55一56 [14]GareiaJAArroyoVetal.PraetiealapplieationofneuralnetworkstoPredietDOeoneentration.ProgressinWaterResourees，1999，1 〔15〕冯冬青等.模糊智能控制.化学工业出版社，1998 「16」陈立定.具有预测功能的PH值控制系统.自动化仪表，2001(1) [17」胡艳玲.数字化PH值测量仪研究.质量天地，2001(5)仁18」王磊，王为民.模糊控制理论及应用.北京:国防工业出版社，2001 [19」李正军.现场总线及其应用技术.北京:机械工业出版社，2005.1 [20」孙天泽，袁文菊.嵌入式设计及LinuX驱动开发指南.北京:电子工业出版社，2005.2 〔21」?http:刀www.kernel.。:一酬嵌入式源码网站 [22] http://www. datasheet. com. cn/元器件手册 [23〕 http://www. embedded. com/httr)://www. trolltech. com/ [原文截取] 摘要 3 Abstract 4 第一章绪论 5 1.1引言 5 1.2嵌入式技术的发展及嵌入式系统的广泛应用 5 1.3现场总线技术和网络型智能测控系统 5 1.4网络型多参数测控仪表的现状及前景 6 1.5本论文的主要内容 7 第二章MODBUS与CAN现场总线通讯原理 8 2.1MODBUS通讯协议 8 2.1.1概述 8 2.1.2两种传输方式 9 2.1.3如dbus消息帧 10 2.1.4Modbus的域 11 2.1.5错误检测方法 12 2.2 eANBus通讯协议 12 2.2.1概述 12 2.2.2CAN总线的电气特征 13 2.2.3CAN总线 13 2.3本章小结 13 第三章多参数的测控原理及实现 14 3.1引言 14 3.2溶解氧和温度测量 14 3.2.1溶解氧的测量 14 3.2.2温度变换电路 15 3.3溶解氧算法原理与实现 15 3.4PH值的测量 20 3.5溶解氧和温度的控制策略 20 3.5.1溶解氧含量控制 20 3.6本章小结 23 第四章网络型多参数测控系统的软硬件设计 24..... |
基于ARM的网络型多环境参数测控系统的研究
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