基于Modbus协议的智能差压记录仪研制

摘要

由于目前国内生产的差压记录仪大部分都是不具备现场总线组网功能的独立仪表，所以需要通过记录员巡查各个差压记录仪表来收集统计差压数据。这种方式不仅效率低下，而且由于人为因素的存在，容易造成数据记录错误或者丢失。本课题结合当前差压记录仪表网络化自动记录的新发展方向，在合肥杜威仪表科技有限公司的委托下，研制了一款基于modbus通信协议的智能差压记录仪表，有效解决了该问题。
　　该差压记录仪通过点阵液晶屏显示当前数据，最大支持10万组差压数据的记录，并可以根据时间节点对数据进行自动分类。在计算机端可以通过modbus串行通信协议在RS-232/RS-485总线上查询该记录仪的当前及历史数据，完成数据回放。另外该差压记录仪还具有差压值超限报警及RTC时钟显示等多样的可设定功能。该文主要工作内容分为硬件电路设计和软件设计，包括LPC1768 ARM微控制器外围电路设计和信号放大电路设计以及FatFs文件系统和FreeModbus协议栈移植等。
　　目前该智能差压记录仪已经投入市场，反应良好，为企业创造了良好的经济效益。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 主要研究内容及章节安排

第二章 差压记录仪方案设计

2．1 整体硬件设计

2．2 整体软件设计

2．3 本章小结

第三章 记录仪硬件设计

3．1 电源模块设计

3．1．1 一般电源设计

3．1．2 隔离电源设计

3．2 传感器选择和信号放大电路设计

3．3 ARM微控制器外围电路设计

3．3．1 系统时钟及RTC时钟震荡电路

3．3．2 复位电路及电源接口

3．3．3 按键电路及程序烧写接口

3．4 通讯模块设计

3．4．1 RS485通讯模块设计

3．4．2 RS232通讯模块设计

3．5 数据存储模块和显示模块设计

3．5．1 数据存储模块设计

3．5．2 显示模块设计

3．6 本章小结

第四章 记录仪软件设计

4．1 初始化模块

4．1．1 系统时钟及功率初始化

4．1．2 GPIO和UART功能初始化

4．1．3 系统节拍定时器功能初始化

4．1．4 AD和RTC功能初始化

4．1．5 FatFs文件系统和Freemodbus协议栈初始化

4．2 数据测量模块

4．3 标志群及数据刷新模块

4．4 事件服务响应模块

4．4．1 LCM显示模块

4．4．2 FatFS文件系统移植及应用

4．4．3 FreeModbus协议栈的移植及应用

4．5 本章小结

第五章 功能验证及实验

5．1 功能验证

5．1．1 超限报警功能验证

5．1．2 数据定时记录功能验证

5．1．3 Modbus通讯功能验证

5．1．4 RTC时间设置功能验证

5．2 差压值测量实验

5．3 本章小结

第六章 总结

6．1 论文小结

6．2 不足及改进

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文