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基于MODBUS总线的嵌入式工业测控系统的研究

尹冬梅  
【摘要】: 随着现代科技的发展,生产自动化程度的不断提高,基于PC的工控机和单片机已经越来越不能满足应用对象的需求。嵌入式微处理器以其强大的功能,更加快的处理速度,逐渐成为嵌入式系统设计的主流。再加上一个运行于嵌入式微处理器上的操作系统,就使其如虎添翼,在社会各个层面各个领域,扮演着重要角色。 本文以工业锅炉嵌入式系统为背景,设计开发一套通用的测控系统。课题首先介绍了嵌入式技术。对嵌入式微处理器,特别是ARM各系列微处理器进行了介绍和对比,同时,详细介绍了本设计所选用的ARM9系列AT91RM9200芯片。选择Linux操作系统作为系统的软件平台。 其次,本文介绍了嵌入式工业测控系统硬件的设计。系统以基于AT91RM9200处理器最小系统为核心,集成LCD、触摸屏、语音报警、工业以太网、RS—485、A/D、D/A、USB接口、I/O口扩展等模块的硬件电路。 最后,详细阐述了此测控系统的远程通信。测控系统为下位机,控制中心以一台PC机为上位机。在软件上,采用MODBUS作为通信协议,它具有简单易实现的优点。在硬件上,根据控制对象的特点和现有条件,采用RS—485总线,它适合于远距离传输。此外,下位机以Linux系统为软件平台,使用C语言进行程序设计;上位机的操作系统为WindowsXP,利用VC++的MSComm控件进行MODBUS协议的串口的程序设计。 本课题采用嵌入式技术,实现对工业锅炉及类锅炉系统的控制,其控制的参数有温度、压力、水位和火力等。此外系统还具有LCD显示、触摸屏人机交互、自动报警、通信、采集大量输入信号和输出大量控制信号等功能,具有实时性、稳定性、安全性、可靠性、通用性和可拓展性等特点。


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