基于CAN总线的臭氧发生器远程监控系统的研究与设计

摘要

由于臭氧在杀菌消毒方面的广泛应用，使得臭氧发生器行业得到了巨大的发展，但单台的臭氧发生器的产量仍然很低，所以自来水厂、污水厂一般为多台同时使用，但是至今为止，还没有成熟的多台臭氧发生器的远程监控网络系统，本论文就是在这样的背景下，研究使用CAN总线实现多台臭氧发生器的远程监控。 现在用的大型臭氧发生器本身为一个复杂的系统，且在运行过程中，具有多个模拟量和开关量参数，不具备挂入总线的能力。为了实现该监控系统，必须完成以下三个任务：臭氧发生器组入CAN网络的物理条件、实现CAN通信的协议条件和上位机监控的软件条件。本论文也主要围绕这三方面展开。 首先，根据臭氧发生器的特点，利用ARM7处理器LPC2129设计了含有CAN控制器和收发器的智能节点，该智能节点的主要功能为：数据采集、LCD显示、报警、与CAN网络通讯、控制发生器的运行状态等。利用该智能节点，把数据发送至CAN网络的同时，管理人员也可在现场查看发生器的实时运行参数信息。 其次，根据CAN2.OB规范，设计合适的CAN通信协议。根据传输内容不同，对标识符进行分配；在智能节点中对臭氧发生器的不同参数进行组合发送；主机用数据帧的不同的数据表达不同的命令要求；同时对LPC2129的接收滤波器进行设置，使其只接收广播帧和固定的某些报文。 最后，用MCGS组态软件设计了主机的监控软件，这里主要介绍了监控软件中的数据处理部分，包括了对接收的数据进行类型转换以及目标数据库的转存。从小容量的数据库转入大容量的数据库SQL Server2000，并对目标数据库进行优化和维护，更能保障整个监控软件的后台数据库的正常运行。 以上三个方面相互结合，才构成完备的臭氧发生器的远程监控系统。

目录

文摘

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第1章绪论

1.1臭氧发生器

1.1.1臭氧发生器的组成

1.1.2臭氧发生器的监控参数

1.2 CAN总线介绍

1.2.1现场总线概述

1.2.2常用总线比较

1.2.3 CAN总线简介

1.2.4现场设备挂入CAN总线的必要条件

1.3臭氧发生器远程监控系统总体介绍

1.4研究内容和论文创新点

1.4.1研究内容

1.4.2论文创新点

第2章智能节点的硬件及软件流程图设计

2.1总体设计

2.2硬件设计

2.2.1处理器LPC2129

2.2.2模拟量采集模块

2.2.3故障开关量输入模块

2.2.4 LCD显示及触摸屏

2.2.5 CAN总线通讯模块

2.2.6开关量输出及报警模块

2.2.7 USB接口模块

2.3软件设计

2.3.1模拟量采集模块

2.3.2数据处理程序

2.3.3 LCD显示及触摸屏

2.3.4 CAN通讯模块

2.4本章小结

第3章智能节点的程序实现及仿真

3.1 ARM开发工具及仿真软件

3.1.1 Realview MDK

3.1.2仿真软件Proteus

3.1.3基于Proteus的仿真电路设计

3.2智能节点的程序实现及仿真

3.2.1 LPC2129启动代码

3.2.2 LCD的程序实现及相应界面

3.2.3中断程序

3.2.4 CAN通讯程序实现

3.3本章小结

第4章远程监控系统的网络协议

4.1 CAN技术规范介绍

4.1.1 CAN层次结构及功能

4.1.2 CAN2.0B标准数据帧结构

4.2远程监控系统通信报文的定义

4.2.1标识符定义

4.2.2监控系统通信报文数据域的定义

4.3LPC2129验收滤波器的设置

4.3.1LPC2129验收滤波器的功能

4.3.2验收滤波器标识符表格设置

4.4本章小结

第5章主机监控软件的数据处理

5.1系统数据流的路径

5.2数据获取

5.2.1 MCGS组态软件实时数据库

5.2.1ZOPC_Server中数据项的构成

5.3前期数据处理

5.4后期数据处理

5.4.1 SQL Server2000数据库

5.4.2后期数据处理

5.5本章小结

结论

参考文献

致谢

附录