基于RS485的远程采集与控制系统的设计本科毕业设计论文.doc
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1、南华大学毕业设计(论文)题 目 基于RS485的远程采 集与控制器设计 专业名称 通 信 工 程 毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日期: 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,
2、即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期: 年 月 日学位论文版权使用授
3、权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名:日期: 年 月 日导师签名: 日期: 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价:一、撰写(设计)过程1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中
4、 及格 不及格4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范? 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)? 优 良 中 及格 不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意? 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩: 优 良 中 及格 不及格(在
5、所选等级前的内画“”)指导教师: (签名) 单位: (盖章)年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价:一、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范? 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)? 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意? 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩: 优 良 中 及格 不及格(在所选等级前的内画“”)评阅教师: (签名) 单位: (盖章)年
6、 月 日教研室(或答辩小组)及教学系意见教研室(或答辩小组)评价:一、答辩过程1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范? 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)? 优 良 中 及格 不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意? 优 良 中 及格 不及
7、格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩: 优 良 中 及格 不及格(在所选等级前的内画“”)教研室主任(或答辩小组组长): (签名)年 月 日教学系意见:系主任: (签名)年 月 日论文 (设计) 内容及要求:一、 论文内容1.完成硬件电路的设计,主要包括处理器最小系统、3路AD/DA采集电路、组继电器控制电路、RS485通信电路等;2. 完成软件程序的编写,主要包括系统初始化、AD/DA驱动、485通信协议等;3.所设计的采集与控制器能够通过RS485远程通信采集3路节点信号,并能反馈2路模拟控制量。二、 论文基本要求 1.了解远程采集与控制器设计的发展动
8、态; 2.了解目前主流有线通信协议,例:RS232、RS485、CAN-BUS等,及各自优缺点; 3.掌握RS485关键通信协议;4.掌握常用AD/DA电路,以及控制电路的设计方法;5.掌握利用keil软件进行单片机系统开发;6.熟练应用C语言编写相关驱动算法;三、 写作要求 1.阅读和翻译3000 字以上本课题英文资料; 2.完成设计,做出实物并上交论文,论文格式参照国家相关标准和南华大学毕业设计要求,并提供对应的电子文档;3.论文字数不少于15000字,A4纸打印(WORD2003排版)四、 时间要求 2012年12月24日2013年1月10日 理解设计要求,查阅相关资料; 2013年2月
9、12日2013年4月10日 根据所查阅的资料,完成部分论文初稿; 2013年4月11日2013年5月10日 完成毕业设计初稿; 2013年5月11日2013年5月30日 完成完整的毕业设计论文; 2013年5月31日2013年6月8日 准备毕业论文答辩。 2013年6月9日2013年6月12日 毕业论文答辩。指导老师: 年 月 日南华大学船山学院本科生毕业设计(论文)开题报告设计(论文)题目基于RS485通信的远程采集与控制器设计设计(论文)题目来源自选课题设计(论文)题目类型起止时间2012.12.242013.5.30一、 设计(论文)依据及研究意义: 近年来,大规模集成电路的飞速发展,计
10、算机技术不断地推广应用,传统的仪器仪表、数字测量技术在数据采集方面升华到一个全新的阶段。计算机技术已成为当代数据采集和自动控制的核心技术。而随着科学技术的进步,数据采集与控制系统越来越趋向数字化、智能化、远距离方向发展。串行通信是计算机与外部设备进行数据交换的重要渠道,并且由于其成本低、性能稳定、遵循统一的标准,因而在工程中被广泛应用。目前,有多种接口标准可用于串行通信,包括RS-232、RS-422、RS-423和RS-485。RS-232是最早的串行接口标准,在短距离、较低波特率串行通信中得到了广泛应用。其后发展起来的RS-422、RS-485是平衡传送的电气标准,采用差动的两线发送、两线
11、接收的双向数据总线两线制方式,比起RS-232非平衡的传送方式在电气指标上有了大幅度的提高。在上述的网络系统中,近距离通信可以采用RS-232通信标准实现,通信距离视负载而定,但最多不超过十几米,为了进一步扩大通信距离可以采用RS-485标准通信,其通信有效距离可达1200米。如加中继器可更大幅度地增大有效通信距离。 本文设计的目的是实现基于RS-485总线上的数据通信与远程控制的系统,利用单片机对数据采集系统进行控制,并且通过RS-485总线做远程传送将采集到的数据通过RS-485接口送入单片机主机机测。本系统设计采用了模块化的思想,主要有硬件设计与软件程序设计两部分。本设计接口简单、使用方
12、便、可靠性好,在温度检测中有较广泛的应用前景,具有较强的使用价值。就其采样频率和分辨率来说属于中速类型,适合对数据采样频率要求不是特别高的应用场合。二、 设计(论文)主要研究的内容、预期目标:(技术方案、路线)为实现基于RS-485总线的数据通信与远程控制,首先得设计好RS-485的通信模块;由于是实现单片机主从机之间的数据通信,为达到主机对从机的控制,所以需要设计好继电器控制模块电路;接着,设计出各从机进行数据采集与控制的模块,单片机都按自己的任务进行相关数据采集或者控制。在硬件都设计好后,调试通过,这时要跟据整个系统编制出一定的通信协议,选择最优方案,实现主从机数据通信。这些在程序设计中实
13、现,软件采用Keil编译器编程。主从机机在实现数据通信后,按照拟定的通信协议,提取有用数据信息,从而按照这个信息,进行相关操作,以达到基于RS-485总线上的数据通信与远程控制的目的。本设计硬件电路的设计,主要包括处理器最小系统、3路AD/DA采集电路、2组继电器控制电路、RS485通信电路、电源稳压电路等;软件程序设计,主要包括系统初始化、AD/DA驱动、485通信协议等。通过以上软件硬件的设计,期望所设计的采集与控制器能够达到通过RS485远程通信采集3路节点信号,并能反馈2路模拟控制量的预期目标。三、设计(论文)的研究重点及难点:数据采集是指将温度、湿度、压力、流量、位移、电压、电流等模
14、拟量采集、经A/D转换器转换成数字量后,再由计算机进行存储、处理、显示的过程。采集到的数据一般都是连续变化的电压或电流信号,需要再通过相应的A/D转换,转换成数字信号后送入单片机。AD/DA采集电路的设计以及如何实现单片机与计算机之间的数据通信,是整个系统能否结合成为一体工作的关键。本设计拟采用C语言编制RS485通信协议下的从机通信与控制程序;硬件上,拟采用RS-485进行长距离、高速的串行异步通信;数据采集部分拟采用AD/DA转换电路将集到的模拟信号转换成计算机能处理的数字信号;从而达到数据通信与远程控制的目的。四、 设计(论文)研究方法及步骤(进度安排): 第1周 明确课题要求,结合课题
15、调研,收集资料。 第2周 结合课题调研,收集资料。 第3周 阅读和翻译3000 字以上本课题英文资料。 第4周 确定初步技术方案,提交开题报告,开题报告审查。 第5周 RS-485通信接口的学习。 第6周 AD/DA电路设计。 第7周 学习RS-485总线技术。 第8周 单片机接口电路设计。 第9周 通信控制系统主电路设计。 第10周 编程软件学习。 第11周 数据采集的串口通信协议设计。 第12周 单片机的数据采集模块的程序设计。 第13周 整个系统初步调试与分析。 第14周 整个系统调试与分析。 第15周 撰写论文。 第16周 交初稿,修改论文。 第17周 正式交论文及答辩准备。 第18周
16、 答辩。五、 进行设计(论文)所需条件:六、 指导教师意见:签名:年月日南华大学船山学院毕业设计(论文)基于RS485通信的远程采集与控制器设计摘 要:在一些环境条件恶劣、异常危险的环境中,如深井、对人体危害极大强辐射空间、人体活动不便的空间,要做到现场数据综合分析并做出现场决策,几乎是不可能做到的。在这些环境中,远程数据采集与控制系统有着其巨大优势。还有一些管理分散,数据采集量大的工作条件下,人到现场去采集数据就变得非常繁琐了,这时,远程数据采集就是一种非常简单而且有效的方法。所以本文便提出一种基于RS485通信的远程数据采集与控制的方法。本文设计的目的是实现3路数据采集处理,2路数据反馈装
17、置,2路继电器控制远程控制。本文首先对涉及的RS485协议进行介绍,其次会给出远程数据采集与控制系统的硬件设计方案,硬件设计中包括单片机应用电路、电源稳压电路、AD采集电路、DA电路、RS485接口电路、继电器控制电路几个部分的硬件电路设计。最后给出切实可行的软件设计方案,在这个方案中会给出通信协议、整体设计与实现、系统的初始化、RS485总线程序、继电器控制程序、DA输出控制程序、AD采集程序的设计。本设计的的采集模块不局限某一单一用途,可以完成温度、湿度、压力、流量、位移、电压、电流等模拟量的采集。系统接口简单可靠,用途多样,具有一定灵活性。关键词:RS485;远程通信;数据采集;远程控制
18、iDesign of the Remote Acquisition and Controller based on RS485 CommunicationAbstract: In some poor and very dangerous conditions, such as deep well, strong radiation space which do harm to human beings and the space which is inconvenient for humans activities, its almost impossible to make on-the-s
19、pot comprehensive data analysis and decisions. In these conditions, remote data acquisition and control system has its great advantage. In some other conditions whose management is decentralized and data collection is large, to make on-the-spot data acquisition becomes very complicated, so remote da
20、ta acquisition is a good and convenient way.This article will put forward a remote data acquisition and control method that is based on RS485 communication. Its purpose of the design is to realize three-channel data acquisition processing, two-channel data feedback device, two-channel way relay cont
21、rol remote control. First, this article will introduce the RS485 protocol. Then, this article will give the hardware design scheme of remote data acquisition and control system. The hardware design includes microcontroller application circuit, power supply voltage regulator circuit, AD sampling circ
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- 基于 RS485 远程 采集 控制系统 设计 本科 毕业设计 论文
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