学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

Profibus无线传输装置的设计与实现

作　者: 王鹏
导　师: 张永德
学　校: 北京化工大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 无线传输技术 Profibus-DP 无线中继法无线通信模块无线芯片
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 35次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

Profibus现场总线在工业控制中应用非常广泛,但是某些特殊的工业现场,需要使用无线传输技术进行信息交换,因此把无线传输技术应用于Profibus现场总线中势在必行。本文考察了无线现场总线技术国内外研究现状和研究意义,了解了Profibus现场总线的协议规范和无线通信的关键技术,分析了无线传输技术和现场总线技术结合的几种方式,提出用无线中继法实施Profibus-DP现场总线的无线传输,说明了无线通信模块开发技术,围绕硬件设计和软件设计2个方面详细论述了电路结构和软件配置以及测试系统和测试结论。课题开发了一个无线通信模块,它可以实现Profibus-DP现场总线主站和从站之间的无线通信,室内有效传输距离为10m,最高数据波特率为187.5Kbps,有线和无线数据转换延时为29 u s。课题的设计思想是利用无线中继法实施Profibus现场总线的无线通信,为了满足Profibus-DP现场总线对数据传输的时序要求,最大限度地减小有线和无线数据的转换延时是主要技术难点。课题的创新点是使用无线中继法实施Profibus-DP现场总线主站和从站之间的无线通信,相比于其它方法,有线和无线数据转换的延时时间小,实时性强,更加适宜工业现场控制的需要。开发的无线通信模块相对于Profibus-DP现场总线的主从站完全透明,简洁实用,无需特殊配置。在结构上利用四个无线芯片,使数据在无线传输过程中能够实现全双工的功能,无线芯片无需进行接受和发送的转换,工作在“直接模式”下,也是一大特色。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-13
第一章绪论  13-17
  1.1 课题研究背景  13
  1.2 Profibus无线传输技术的发展概况  13-14
    1.2.1 R-fieldbus技术  13-14
    1.2.2 无线网关技术  14
  1.3 课题来源  14-15
  1.4 课题的主要任务  15
  1.5 课题实现意义  15-16
  1.6 小结  16-17
第二章 Profibus协议和无线通信技术概述  17-29
  2.1 Profibus技术概述  17-22
    2.1.1 Profibus物理层  17-18
    2.1.2 数据链路层协议  18-20
    2.1.3 Profibus-DP的时序要求  20-22
  2.2 PROFIBUS与无线通信技术的集成  22-23
    2.2.1 应用层的集成  22
    2.2.2 网关法  22-23
    2.2.3 无线中继法  23
  2.3 几种近距离无线通信技术比较  23-25
    2.3.1 蓝牙  24
    2.3.2 Wi-Fi  24-25
    2.3.3 无线射频芯片  25
  2.4 Profibus无线解决方案  25-26
  2.5 无线射频芯片选型  26-27
  2.6 小结  27-29
第三章 Profibus无线通信模块的硬件设计  29-45
  3.1 无线通信模块的原理框图  29-30
  3.2 无线芯片外围电路设计  30-33
    3.2.1 无线芯片CC1100的外围电路的构成  30-32
    3.2.2 CC1100外围电路原理  32-33
  3.3 单片机外围电路设计  33-35
    3.3.1 单片机选型原则  33
    3.3.2 RISC与CISC区别  33-34
    3.3.3 单片机外围电路  34-35
  3.4 RS485接口电路设计  35-41
    3.4.1 ADM2486电路  36-37
    3.4.2 RTS信号控制电路  37-41
  3.5 电源电路设计  41-42
  3.6 Profibus无线通信模块PCB设计  42-43
  3.7 Profibus无线通信模块硬件实物图  43-44
  3.8 小结  44-45
第四章 Profibus无线通信模块的软件设计  45-55
  4.1 SPI时序及软件设计  45-47
  4.2 初始化单片机  47-50
    4.2.1 单片机的通用I/O端子初始化  47-48
    4.2.2 单片机SPI接口初始化  48-50
  4.3 无线芯片CC1100配置  50-53
  4.4 小结  53-55
第五章测试系统和测试结果  55-69
  5.1 测试实验平台的选择  55-56
  5.2 测试系统的配置  56-62
    5.2.1 创建一个Profibus-DP主站  56-59
    5.2.2 配置PB-B-RS232作为Profibus从站  59-60
    5.2.3 软件配置  60-62
  5.3 测试结果  62-68
  5.4 小结  68-69
第六章结论  69-73
  6.1 研究成果  69-70
    6.1.1 研究工作  69
    6.1.2 研究结论  69-70
    6.1.3 特点创新  70
  6.2 存在问题及改进措施  70-71
  6.3 课题展望  71
  6.4 小结  71-73
参考文献  73-77
致谢  77-79
研究成果及发表的学术论文  79-81
作者简介  81-83
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  83-84

Profibus无线传输装置的设计与实现

内容摘要

全文目录

相似论文