基于自有协议的固定式视觉检测站控制网络技术研究

摘要

为适应恶劣的现场条件(比如瞬间强电流冲击、强磁场干扰等)及进一步提高测量效率,对白车身视觉检测站在线焊接的控制系统网络提出了高可靠性的新要求。另外,根据测量需要,该系统不仅要具有实时监控和数据处理能力,还应具有良好的开放性,以方便维护人员进行修改和调试。根据上述要求,本文在分析了控制系统网络的控制方式和测量需求的基础上,设计了传感器微控制器的硬件平台及其与测量计算机之间的通讯模块,构建了基于自有协议的白车身固定式视觉检测站控制网络,实现了测量计算机对视觉传感器的可靠控制。通过在上海大众白车身测量现场近一年的应用表明,该控制系统网络能够很好地满足恶劣现场条件下白车身固定式视觉检测站对白车身进行长期、可靠的测量工作需求。
　　论文主要研究工作包括:
　　1.根据白车身固定式视觉检测站的应用需求,明确了控制网络的设计要求及其研究目的和研究意义。
　　2.根据控制系统网络的设计要求,完成了基于自有协议的白车身固定式视觉检测站控制网络的设计方案。
　　3.为突破现有Microchip公司PIC18系列单片机的应用局限性,完成了以ARM7为核心的硬件系统设计和改进工作。
　　4.在了解自有协议的组成和原理的基础上,研究了本系统基于自有协议的通讯原理和方法及其实现过程,同时开展了错误处理机制和自动重发机制等技术研究,以确保通讯网络的可靠性。
　　5.通过通讯实验和控制功能实验,对基于自有协议的白车身固定式视觉检测站控制系统网络进行了测试和验证。

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第一章 绪 论

1.1 课题的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本论文研究的主要内容和意义

1.4 本章小结

第二章 固定式视觉检测站控制网络设计需求分析

2.1 控制网络概述及设计要求

2.2 通讯协议介绍

2.3 物理层标准的选定

2.4 固定式视觉检测站多传感器网络控制方式

2.5 本章小结

第三章 控制网络总体方案及网络节点硬件设计

3.1 白车身固定式视觉检测站多传感器控制网络总体方案

3.2 传感器控制器的硬件需求分析及改进

3.3 传感器控制器硬件电路性能测试

3.4 本章小结

第四章 控制网络通讯软件设计

4.1控制网络通讯需求分析

4.2上位机软件设计

4.3下位机软件的设计

4.4通讯协议可靠性设计

4.5通讯异常处理

4.6本章小结

第五章 传感器控制网络通讯程序的系统优化

5.1嵌入式实时操作系统FreeRTOS分析

5.2 FreeRTOS在KEIL移植到LPC2102

5.3本章小结

第六章 实验验证与分析

6.1 传感器控制器与上位机通讯与控制功能测试实验

6.2 固定式视觉传感器控制网络组网通讯实验

6.3 控制系统网络的现场性能测试实验

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

发表论文与参与项目情况说明

致谢