基于无线通信技术的工业终端配置研究与设计

摘要

随着我国工业化的不断深入，RTU(Remote Terminal Unit)在现场得到大量的应用，构成了现场中的一级节点设备和二级节点设备。为适应实际情况，有些RTU在运行一段时间后，都需要多次设置运行参数。调度监控中心可以通过网络直接地配置一级节点RTU的参数，二级节点RTU由于数量众多，功能专一，一般不由调度控制中心直接配置。某些二级RTU由于处在高温高湿等恶劣及危险环境中，不适宜操作人员在现场长时间配置其参数。
　　 为解决这种情况，进行了本设计，由以下几部分构成：手持终端机、服务器。其中，手持终端机部分采用了STM32处理器、TFT触摸屏，并将μC/OS-Ⅱ和μC/GUI移植到处理器上。手持终端机完成与RTU的通信，读写RTU的寄存器以完成对RTU的参数配置任务。本设计PC机作为服务器，不仅安装了存储与处理数据数据库软件，而且有负责前台程序的VB软件。前台程序的实行分级操作，普通级别的用户只可以进行查询等操作，管理员级别的用户可以进行生成报表、生成走势图、更改设置等操作，方便非专业技术人员的管理员对数据库的操作。手持终端机和服务器通过ZigBee网络进行数据通信。手持终端功能完善、操作简单，操作人员经过基本培训后，就可以熟练地操作。
　　 论文的主体思路是设计一个配置无线模块的服务器和一个包含无线通信模块、触摸屏、串口通信模块、JTAG调试模块的嵌入式平台，并将μC/GUI和μC/OS-Ⅱ移植到硬件平台上。论文主要章节的内容安排如下：
　　 第一章绪论部分，主要论述了课题的背景情况、国内外的研究与开发状况，提出了本文的设计思路。第二部分主要阐述本设计手持终端机部分的硬件设计，包括划分各功能模块的，介绍应用到的芯片及其常用电路。第三部分针对目前常用各种的无线通信技术，描述了ZigBee技术的特点。第四部分经过分析选择μC/OS-Ⅱ作为本设计的嵌入式操作系统，描述了μC/OS-Ⅱ的功能，完成了μC/OS-Ⅱ和μC/GUI的移植。第五部分进行了手持终端的数据帧格式设计、手持终端机的软件设计以及服务器的软件设计。第六部分进行全文总结，指出目前设计中的一些不足之处，并对下一步的改进工作进行了展望。