基于LON网络的船舶机舱监控系统设计

摘要

本文首先详细阐述了LON现场总线的技术内容，针对设计智能节点的需要，介绍了LonWorks的核心技术，包括神经元芯片、Neuron芯片固件、NeuronC软件系统，常用的LonWorks开发工具。 介绍了应用LonWorks开发的船舶机舱综合监控系统，系统由现场控制级、上位监控级两部分构成，它包括LON通用智能节点、上位组态控制和监视平台。详细说明了LonWorks现场总线控制网络的硬件设计和软件开发过程，介绍了LON通用节点的硬件设计和应用程序开发，包括模拟量输入/输出节点和数字量输入/输出节点的硬件电路设计，以及应用程序的软件开发。应用组态软件InTouch开发上位机人机界面，通过LNSDDEServer实现现场控制级和上位机人机界面的通讯。 采用模块化、通用化的软件设计思想，提出利用数据库技术管理系统监测参数的方案，设计了多种用于参数显示的控件，使系统监控软件的组态和维护容易，增强了系统的通用性、灵活性和可扩展性。 目前，在船舶控制系统中多数是集散型控制系统，而随着船舶控制对象的不断增加和系统增大，它已较难胜任复杂的控制对象。将现场总线LonWorks应用于船舶控制系统中可以分散简化控制对象，提高系统可靠性。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1机舱监控系统发展概况和趋势

1.2现场总线技术概述

1.2.1现场总线的概念及特点

1.2.2几种典型的现场总线

1.2.3 LonWorks技术的发展及前景

1.3现场总线在船舶领域中的应用

1.4课题的提出背景和主要研究的内容

第2章LonWorks主要技术

2.1概述

2.2 Neuron神经元芯片的硬件结构

2.2.1 Neuron芯片总体结构

2.2.2 Neuron芯片的CPU结构

2.2.3 Neuron芯片的I/O接口对象

2.2.4 Neuron芯片的通信端口

2.2.5 Neuron芯片的服务管脚(ServicePin)

2.2.6 Neuron芯片的存储映像

2.3 LonTalk通信协议

2.3.1概述

2.3.2 LonTalk协议的网络地址结构

2.3.3 LonTalk协议通信服务

2.4 LonWorks收发器

2.4.1双绞线收发器

2.4.2其它类型的收发器

2.5 LonTalk MAC子层

2.6 LonWorks控制网络

2.6.1控制网络的组成

2.6.2 LonWorks控制网络特点

第3章LON网络的机舱监控系统结构

3.1系统总体结构

3.1.1系统设计思路

3.1.2系统基本组成

3.2监控系统的主要功能

3.2.1系统功能实现的思路

3.2.2监控系统的主要功能

第4章LON节点的开发与研究

4.1 LON节点开发概述

4.1.1智能节点开发步骤

4.1.2智能节点控制模块

4.2 AI模块设计

4.2.1 A/D转换器MAX186

4.2.2 Neuron芯片与MAX186芯片的接口

4.2.3节点特性

4.3 AO模块设计

4.3.1 D/A转换器MAX538

4.3.2 V/I接口电路

4.4 DI模块设计

4.5 DO模块设计

4.6 LED显示节点设计

4.7软件设计

4.7.1 MAX1 86 A/D转换程序

4.7.2数据采集程序设计

4.7.3数字滤波抗干扰

4.7.4节点设计中的抗干扰措施

第5章LON网络的组建

5.1 LonWorks网络监控系统结构设计

5.1.1网络监控系统结构

5.1.2 LonWorks网络监控工具LNS DDE Server

5.1.3网络适配器

5.2 LonWorks控制网络的安装与调试

5.2.1终端适配器的连接

5.2.2节点的物理连接及测试

5.2.3节点的逻辑安装

第6章监控系统人机界面设计

6.1人机界面总体设计

6.2人机界面的实现

6.2.1数据库的设计

6.2.2标记名字典的建立

6.2.3 InTouch与LON网通信

6.2.4主要的人机界面

第7章结束语

攻读学位期间公开发表的论文

致谢

参考文献

研究生履历