工业现场无线网络通信的数据存储与控制系统的研究与实现

摘要

工业现场的设备从最初的启动到平稳运行，以及当发生故障时，需要对各个系统模块的各种参数（电源参数，状态参数，运行参数，控制和位置信息等）进行采集和存储。通过对这些信息的综合分析来评测系统性能的优劣性以及运行状态的稳定、安全性，以便后续系统方案的不断设计改进、设备的维修和更换。而要完成这些工作，通常是在工业现场的各种设备上安装采集存储系统，用于在运行过程中采集存储和传输多种数据。
　　本文在工程系统设计原则的基础上，结合无线数据采集存储理论的研究，设计了一套基于STM32嵌入式平台的数据采集存储系统，主要存储单元选用SanDisk公司生产的SDHC卡，上位计算机通过USB2.0接口方式实现对系统的访问和数据的读取，实现了5个终端4个通道的数据的接收存储，并将数据根据当前的系统时间，按照固定的编码规则进行存储。
　　本文首先根据设计要求分析讨论了该嵌入式数据存储系统的整个设计方案，以及需要的关键技术和基本理论。然后详细阐述了整个系统的硬件部分的设计方法，并从主控芯片、存储模块，电源转换、通信接口方式、RCT系统时间等方面给出了硬件电路设计和详细说明，完成了整个硬件PCB板的设计与制作。其次在系统的软件部分进行了详细的阐述，包括数据编码存储的规则、存储方式、USB通信程序设计、操作系统、报警系统、人机界面以及功耗控制的程序设计等进行了说明；最后对整个系统的功能进行测试和实验，并得出有效的分析。
　　本文设计的基于STM32的数据采集存储系统具有功耗低、体积小、便携性较高，并能脱机使用等特点。目前，已经在电动执行器的运行位移的数据监测得以应用，并将位移数据信号按运行时间进行存储。通过对实验数据的分析、处理和对比，测量结果满足设备需求，可靠性也较高。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题背景与研究意义

1.2 工业采集存储技术国内外研究现状

1.3 课题研究内容与目标

第二章 系统总体方案设计与关键技术

2.1 系统总体方案设计

2.2 课题研究的主要理论基础

2.3 本章小结

第三章 系统的硬件电路设计与实现

3.1 主控芯片的选型与设计

3.2 SARM模块电路

3.3 存储模块的设计

3.4 通信接口电路的设计

3.5 触摸屏模块和按键的设计

3.6 其他外围电路设计

3.7 PCB板的设计

3.8 本章小结

第四章 系统的软件设计与实现

4.1 数据存储软件设计

4.2 USB接口软件设计

4.3 人机交互界面的设计

4.4 实时操作系统

4.5 报警系统软件设计

4.6 系统功耗控制

4.7 本章小结

第五章 系统功能测试与实验分析

5.1系统的功能测试

5.2 系统的实验分析

5.3 本章小结

第六章 结束语

6.1 工作总结

6.2 未来展望

致谢

参考文献