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基于WINDOWS CE的机泵群巡检分析诊断仪的软件系统设计

作　者: 王延慧
导　师: 高金吉
学　校: 北京化工大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 状态监测故障诊断 Windows CE ARM S3C2440A BSP 驱动模型
分类号: TP274.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 19次
引　用: 2次
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内容摘要

随着科技的高速发展,机械制造业取得了飞速的发展和进步,设备结构的越来越复杂和长期运行在高速、高温、重载等恶劣条件下,使得状态监测与故障诊断技术变得越来越重要。近些年来嵌入式技术发展迅猛,融入嵌入式技术必将成为新一代智能仪器仪表核心技术的发展趋势。本课题的研究工作是建立在石化企业对分散的机泵群机组进行智能化状态分析与故障诊断的实际需求之上,设计研发的一款以ARMS3C2440A为核心的硬件系统和以Windows CE 5.0操作系统为平台的软件系统的巡检分析诊断仪。本论文着重介绍了巡检分析诊断仪软件系统的设计研发内容,并根据整个软件系统的设计过程对每个部分进行了详细介绍。首先介绍了内核层面BSP的相关修改,其中包括修改UART异步串行接口驱动模块,修改EBOOT部分代码增加EBOOT USB下载功能,修改液晶屏幕LCD驱动使其符合本仪器的LCD显示要求,修改STEPLDR部分代码增加开机图片显示功能。其次介绍了Windows CE操作系统的移植方法,并在原有的操作系统性能上增添英文界面的系统特性,实现了中英文界面的转换,修改了注册表的部分特性,实现HIVE注册表的保存功能,从而提高了系统的实用性。然后介绍了基于嵌入式仪器低功耗的设计思想而实现的休眠唤醒机制,详细介绍了系统休眠唤醒的整个执行过程,以及两种实现方法：外部中断的休眠唤醒和基于RTC中断的休眠唤醒。最后阐述了Windows CE操作系统设备驱动模型中的流接口驱动模型和中断机制,并详细介绍了基于流接口驱动模型研发的基于ⅡC总线的温度测量驱动程序,电量监测驱动程序和矩阵键盘驱动程序,以及三种功能模块驱动程序的应用。经测试反馈,本课题研发的软件平台具有较好的稳定性和可用性,基于该软件系统的巡检分析诊断仪即将投入小批量生产和现场使用。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-15
第一章绪论  15-19
  1.1 课题背景  15-16
  1.2 课题研究现状  16-17
  1.3 课题的主要研究内容  17-19
第二章巡检分析诊断仪的总体设计  19-33
  2.1 状态监测与故障诊断技术  19-21
    2.1.1 状态监测与故障诊断技术概述  19-20
    2.1.2 状态监测与故障诊断技术发展趋势  20-21
  2.2 嵌入式系统概述  21-24
    2.2.1 嵌入式系统在机械工业中应用的价值和意义  22
    2.2.2 嵌入式微处理器  22-23
    2.2.3 嵌入式操作系统  23-24
  2.3 巡检分析诊断仪的软件系统设计方法  24-33
    2.3.1 巡检分析诊断仪的总体系统架构介绍  24-26
    2.3.2 巡检分析诊断仪操作系统的设计方法  26-30
    2.3.3 巡检分析诊断仪低功耗的设计方法  30-31
    2.3.4 巡检分析诊断仪驱动的设计方法  31-33
第三章巡检分析诊断仪操作系统的搭建和移植  33-57
  3.1 Windows CE操作系统概述  33-39
    3.1.1 Windows CE特性和系统模块  33-34
    3.1.2 Windows CE内核的定制与移植  34-39
  3.2 S3C2440ABSP的移植和开发  39-48
    3.2.1 UART异步串行接口驱动模块的修改  39-41
    3.2.2 增加EBOOTUSB下载功能  41-43
    3.2.3 液晶屏幕LCD驱动的修改  43-46
    3.2.4 在STEPLDR实现开机图片显示  46-48
  3.3 操作系统的修改和优化  48-50
    3.3.1 实现中英文界面转换  48
    3.3.2 实现HIVE注册表保存功能  48-50
  3.4 休眠唤醒机制设计  50-57
    3.4.1 休眠唤醒机制的概述  50-53
    3.4.2 休眠唤醒机制的实现  53-55
    3.4.3 休眠唤醒机制的应用  55-57
第四章巡检分析诊断仪的驱动程序设计  57-73
  4.1 Windows CE设备驱动模型  57-61
    4.1.1 流接口驱动模型  58-60
    4.1.2 Windows CE的中断机制  60-61
  4.2 基于ⅡC总线的温度测量驱动程序的实现  61-66
    4.2.1 ⅡC总线概述  61-64
    4.2.2 基于ⅡC总线的温度测量驱动的函数设计  64-66
  4.3 巡检分析诊断仪的电量监测驱动程序的实现  66-69
    4.3.1 电量检测驱动的实现原理  66-67
    4.3.2 电量检测驱动的函数设计  67-69
  4.4 巡检分析诊断仪的矩阵键盘驱动程序的实现  69-73
    4.4.1 矩阵键盘驱动的实现原理  69-71
    4.4.2 矩阵键盘驱动的函数设计  71-72
    4.4.3 矩阵键盘驱动的加载过程  72-73
第五章巡检分析诊断仪软件系统的应用  73-79
  5.1 温度测量驱动的应用  73-75
  5.2 电量监测驱动的应用  75-77
  5.3 矩阵键盘驱动的应用  77-79
第六章结论与展望  79-81
参考文献  81-83
致谢  83-85
研究成果及发表的学术论文  85-87
作者与导师简介  87-89
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  89-90

基于WINDOWS CE的机泵群巡检分析诊断仪的软件系统设计

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