基于嵌入式模塊的工業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn).pdf

1、傳統(tǒng)的基于PLC實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控的系統(tǒng)具有信號電纜多，施工成本高，故障維護難度大的弊端，所以本文介紹基于嵌入式模塊的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)。在嵌入式模塊信號采集的基礎(chǔ)上，利用網(wǎng)絡(luò)通信代替現(xiàn)場信號電纜傳遞數(shù)據(jù)，有效解決了現(xiàn)場信號電纜多、故障維護難度大、施工成本高等一系列現(xiàn)實問題，目標是利用嵌入式模塊采集信號，并選用一種通訊方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控，從而提高數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的科學化水平。
　　除了信號采集功能，論文有兩處創(chuàng)新點，一是利用嵌入式模塊通訊功能與上位

2、機監(jiān)控實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大量信號電纜;二是支持多種協(xié)議通訊，使用方便。論文的主要工作包括嵌入式模塊開發(fā)和數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)兩大部分。其中，嵌入式模塊實現(xiàn)信號采集、Modbus和TCP/IP通訊以及GUI顯示功能。本人在論文中主要負責嵌入式模塊軟件開發(fā)和數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)，嵌入式模塊硬件開發(fā)由公司其他同事負責。
　　首先，在討論了工業(yè)PLC數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)實施中，現(xiàn)場施工難度大、成本高的基礎(chǔ)上，分析了嵌入式模塊和數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求

3、和非功能性需求。
　　在需求分析基礎(chǔ)上，論文進行嵌入式模塊（以下稱“模塊”）和數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)（以下稱“系統(tǒng)”）架構(gòu)的設(shè)計，提出模塊和系統(tǒng)設(shè)計的目標和原則，然后分別對模塊和系統(tǒng)功能架構(gòu)進行設(shè)計。
　　再一步，進行模塊的詳細設(shè)計和實現(xiàn)。首先，該部分按照由底層到應用層的順序設(shè)計軟件系統(tǒng)，對各層的設(shè)計和實現(xiàn)進行描述。在模塊設(shè)計中，為了充分的理解模塊的設(shè)計，論文簡單介紹了模塊內(nèi)核移植過程，對移植過程中涉及模塊需求功能的部分做出講解。然后

4、，針對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行底層驅(qū)動配置和移植。在底層環(huán)境搭建完成后，根據(jù)需求分析中模塊功能進行相應模塊詳細設(shè)計和實現(xiàn)，包括Modbus通訊、TCP/IP通訊及模塊GUI界面。
　　第五部分，論文在模塊實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，應用在兗礦集團煤業(yè)公司濟三煤礦井下降溫項目，實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)。首先對整個數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件組成進行簡單介紹，給出系統(tǒng)整體硬件組建圖。其次為采集的信號分配嵌入式模塊，并完成信號采集的物理接線，并在工業(yè)組態(tài)軟件WinCC進行通信網(wǎng)絡(luò)