毕业论文论文范文课程设计实践报告法律论文英语论文教学论文医学论文农学论文艺术论文行政论文管理论文计算机安全
您现在的位置: 毕业论文 >> 论文 >> 正文

基于嵌入式WEB工业洗衣机远程监控系统设计

更新时间:2011-4-4:  来源:毕业论文

基于嵌入式WEB工业洗衣机远程监控系统设计
随着互联网技术近年来的不断发展,机电设备融入互连网,并对其进行远程监控得到了广泛应用。基于嵌入式WEB的远程监控是在传统远程监控的基础上又融合了Web和嵌入式技术,可提供比传统远程监控更为强大的功能,将成为今后远程监控技术发展的主流方向。Web技术弥补了传统监控系统的不足,致使运用Web技术实现设备的远程监控,已经越来越多地成为设备监控系统不可或缺的一部分。嵌入式设备的Web服务为现场设备的数据采集、监控、诊断和文护开辟了一个新的领域。
基于嵌入式Web的工业洗衣机远程监控模型
基于嵌入式Web的远程监控思想是在机电设备中实现HTTP 服务,将其转化成Web Server嵌入到被控设备中,为Internet或局域网用户提供基于Web 的图形化管理接口,从而省去了专用客户端管理软件,实现对接入到网络中各种设备的统一管理。用户可以通过现有的公共通信网络,不受地域限制,使用标准的Web浏览器作为接口直接访问机电设备上的Web服务器,实现对网络中各个节点现场设备的远程监控、诊断与文护。
 
图1:基于嵌入式WEB 的工业洗衣机远程监控的总体结构图
  一般工业洗衣机的基本功能有:人机接口、电机控制、阀控制、洗衣机状态检测、温度检测和水位检测。要实现远程监控和远程故障诊断,洗衣机还应具有网络功能。要实现智能控制,即在洗涤过程中控制器能根据洗涤物的多少、脏污程度和脏污性质自动给出最佳洗涤方案,这就要求洗衣机具有浑浊度检测和布质布量检测功能。通过上述分析,要实现工业洗衣机的基本功能以及智能化和网络化,嵌入式系统至少要有以下接口:LCD接口、触摸屏接口(矩阵键盘接口、LED指示灯接口)、RS-232或RS485接口、UART接口、3路AD输入、21路数字量输出、8路数字量输入(两个可作为中断源)及Ethernet接口,基于嵌入式WEB的工业洗衣机远程监控的总体结构图如图1。
  硬件设计
  随着嵌入式微处理器的发展,出现了Power PC、68K、MIPS、ARM等一系列低功耗、高性能的嵌入式CPU。因此选择低成本的32位ARM系列嵌入式处理器,不但价格低廉,而且功耗低、处理速度快,应用前景广泛,比较适合远程监控需求。在工业洗衣机的远程监控的系统中选用韩国现代公司的HMS30C7202(32位RISC 微处理器),这是一款具有高性价比的芯片。该芯片内集成了ARM7TDMI CPU核,存储器管理单元(MMU),8KB的高速缓冲存储器以及写缓冲器。并具有丰富的接口:支持STN和TFT的LCD、触摸屏、矩阵键盘、鼠标、LED指示灯、LAN、CAN、USB、RS-232、RS-485、红外、24路继电器输出、10路数字量输入、3路模拟量输入和2路PWM输出。为实现远程网络监控,系统底层网络接口芯片采用CS8900A及外围电路实现,本系统中网络接口芯片CS8900A工作于16位模式。工业洗衣机远程监控智能控制系统硬件框图如图2。
 
图2:工业洗衣机远程监控智能控制系统硬件框图
  软件设计
  软件设计的核心工作是在上述硬件平台上建立嵌入式WEB服务器,实时响应用户的请求。除此之外还要实现工业洗衣机的智能控制。工业洗衣机系统需要进行多个参数的检测,需要使用多个传感器,每一个传感器的参数检测和数据传输方式也各不相同。并且在洗涤过程中有很多需要控制的部件,如变频器、各种阀等;在系统中各功能模块关系复杂,任务多,而且各种需求间有并发关系。另外,还有网络功能。因此有必要引入嵌入式操作系统。本系统选用μC/OS-II嵌入式操作系统,它是一个多任务强实时的开源操作系统,经裁减、移植与补充后形成工毕业论文http://www.youerw.com 业洗衣机的专用实时操作系统。网络通信协议TCP/IP采用源码公开的1wIP协议栈,并针对具体需求进行优化设计。为了得到人性化的本地操作用户界面,采用了一种开源的图形用户界面μC/GUI,它与μC/OS-II有很好的接口配合,功能完善。因此,工业洗衣机智能控制器软件由四部分组成:实时操作系统μC/OS-II、硬件驱动程序、API函数和应用程序。具体结构如图3:
 
图3:工业洗衣机系统软件框图
  嵌入式操作系统
  mC/OS-II是一个源代码公开的占先式多任务微内核RTOS,每个任务具有不同的优先级,能够很好的满足实时性需求。与其它实时操作系统相比,mC/OS-II结构简单、容易移植,广泛运用于工业控制的各领域。在将mC/OS-II(V2.51)移植到HMS30C7202上的主要工作是修改三个和ARM体系结构相关的文件,OS_CPU. H,OS_CPU_C.C和OS_CPU_A.S。OS_CPU.H主要包含编译器相关的数据类型的定义、堆栈类型的定义以及几个宏定义和函数说明。而OS_CPU_C.C中则包含与移植有关的C函数,包括堆栈的初始化函数和一些钩子(hook)函数的实现OS_CPU_A.S中则包含与移植有关的汇编语言函数,包括开/关中断、上下文切换、时钟中断服务程序等等。
TCP/IP协议栈
  系统采用开源TCP/IP协议栈LWIP(Light Weight IP),LWIP是Swedish Institute of Computer Science开发的一套用于嵌入式系统的开放源代码TCP/IP协议栈。LWIP 实现的重点是在保持TCP协议主要功能的基础上减少对RAM 的占用,一般它只需要数10kB RAM 和40kB左右的ROM 就可以运行,这使LWIP协议栈适合在低端嵌入式系统中使用。LWIP协议栈在设计时就考虑到了将来的移植问题,把所有与硬件、OS、编译器相关的部分独立出来,放在/src/arch目录下。因此LWIP在uC/OS-Ⅱ上的实现就是修改这个目录下的文件,其他的文件一般不用修改。本系统移植的是LWIP是1.1.0版本。LwIP的移植工作主要有:
  修改与CPU 或编译器相关的include文件:cc.h、cpu.h、perf.h,正确设置数据长度,字的高低位顺序等。
    修改sys__arch.h和sys__arch.c 中与操作系统相关部分。
LWlP协议栈中用到了6个外部函数(1ibarch.c),这些函数与用户使用的系统或编译器有关,因此需要自己实现。1727

[1] [2] 下一页

基于嵌入式WEB工业洗衣机远程监控系统设计下载如图片无法显示或论文不完整,请联系qq752018766
设为首页 | 联系站长 | 友情链接 | 网站地图 |

copyright©youerw.com 优文论文网 严禁转载
如果本毕业论文网损害了您的利益或者侵犯了您的权利,请及时联系,我们一定会及时改正。