基于嵌入式的旋转天线系统网络控器设计与实现

摘要

随着计算机控制技术的快速发展，网络技术的不断成熟，控制系统的应用领域越来越广泛,控制对象日益复杂。控制系统正朝着数字化、网络化、智能化的方向发展。对数周期天线作为短波通信天线已被广泛应用于通信及救灾等特殊场合，可旋转对数周期天线的网络化控制正是基于网络化控制技术成熟性以及用户实际使用要求提出的。
　　本文针对旋转天线网络化控制的要求，采用计算机网络、通信、数据库等技术，设计了B/S构架的网络化控制方案。系统由Web服务器、通信服务器、网络控制单元、天线驱动单元及天线等构成，其中Web服务器为IE用户提供网络化天线操控的服务，通信服务器则是连接Web服务器和设备端的通信枢纽，天线驱动单元主要完成天线的驱动控制。针对系统中通信核心设备--网络控制单元（NCU）的开发要求，采用先进的嵌入式技术、总线通信技术，完成了NCU的总体方案、核心CPU板、光通信板、继电器板及电源板等的设计，论文详细介绍了主要硬件电路的原理及设计思想。基于嵌入式操作系统μC/OS-II，运用任务、队列、状态机、TCP/IP网络通信等关键技术，开发了 NCU的控制软件，实现了旋转天线的定点、定位、点动、校准及参数设置等功能，文中给出了控制器的总设计框架、程序的详细流程以及键盘管理的状态机等。
　　在此基础上，搭建了系统测试平台，进行了NCU设备级功能测试以及系统级联调实验测试，结果表明：网络化控制系统构架设计合理，开发的网络控制单元通信可靠、运行稳定，能很好承担起其作为通信枢纽的功能和性能要求。目前开发的系统及相关设备已交付用户使用。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 TCP/IP网络技术

1.3 嵌入式技术

1.4μC/OS-II操作系统

1.5 论文的主要内容及章节安排

第二章 旋转天线控制系统总体方案设计

2.1 总体方案设计

2.2 系统通信协议

2.3 本章小结

第三章 网络控制单元（NCU）硬件系统设计

3.1 NCU硬件系统总体方案设计

3.2 NCU核心控制板硬件设计

3.3 NCU继电器板硬件设计

3.4 NCU光通信板硬件设计

3.5 其它电路设计

3.6 本章小结

第四章 网络控制单元软件设计

4.1 NCU功能要求

4.2 开发平台介绍

4.3 NCU控制软件总体设计

4.4 NCU与通信服务器通信模块设计

4.5 NCU与ADU通信模块设计

4.6 NCU键盘管理模块设计

4.7 本章小结

第五章 系统联调测试

5.1 实验系统

5.2 NCU功能测试

5.3 系统联调

5.4 本章小结

第六章 工作总结与展望

6.1 工作总结

6.2 展望

参考文献

致谢

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