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智能化装载机监控仪设计

作　者: 俞锋
导　师: 叶桦；章国宝
学　校: 东南大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 装载机 80C196KB GSM 载重量检测可靠性
分类号: TH243
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本监控仪以轮式装载机为控制对象,用单片机技术改造传统产品,实现对轮式装载机的电子监控。主要实现的功能有:装载机重要工况参数监控、载重量计算、故障处理和多种通讯方式的实现。关于监控仪的分析和设计,我们按照自顶向下、逐步细化的设计思路,首先,从需求出发,通过分析需求,明确本监控系统所需解决的问题;其次,进行详细的规格定义,明确监控仪的技术规格;再次,进行模块划分,明确监控仪的组成部分以及各部分之间的相互关系。最后进行详细设计,包括硬件和软件两方面的设计。从而形成了完整的设计。以Intel公司的80C196KB单片机为中央处理单元,外扩一些专用的外围芯片,构成了本系统的硬件电路。所设计的监控仪由主机模块、人机接口模块、输入模块和输出模块等四个模块组成。初步实验表明了系统的可行性,并具有一定的可靠性和可扩展性。关于系统的软件设计,首先根据控制系统的需求,划分出软件的结构,再讨论各模块的实现。该部分重点讨论了显示功能的实现和GSM通讯的实现。最后论文对监控仪设计中的两个难点——载重量检测的实现方法和系统可靠性的保证——进行了认真研究,并给出相应的解决措施。

全文目录

第一章序论  7-9
  1.1 装载机单机设备简介  7
  1.2 目前装载机发展现况调研  7
  1.3 本项目的意义  7
  1.4 项目来源  7
  1.5 本课题的主要研究内容  7-9
第二章装载机监控仪需求分析  9-11
  2.1 装载机运行参数监控系统  9
  2.2 装载机载重量检测系统  9
  2.3 装载机的故障诊断系统  9
  2.4 装载机通讯系统的开发  9-10
  2.5 装载机监控仪技术要求、参数指标及配套要求  10-11
第三章装载机监控仪规格定义  11-16
  3.1 控制系统I/O配置列表  11
  3.2 装载机I/O定义  11-13
  3.3 装载机监控仪工作范围  13
  3.4 装载机报警项目及参数要求  13
  3.5 装载机控制面板设计  13-16
第四章装载机监控仪功能模块设计  16-21
  4.1 装载机监控部分模块  16-17
    4.1.1 检测部分  16-17
    4.1.2 控制部分  17
  4.2 装载机监控仪的通信模块  17-18
  4.3 装载机监控仪的硬件结构  18-19
  4.4 装载机监控仪的软件结构  19-21
第五章装载机监控仪硬件设计  21-40
  5.1 装载机监控仪主机模块设计  21-28
    5.1.1 单片机  21-23
    5.1.2 系统存储空间  23-24
    5.1.3 开关量I/O扩展  24-25
    5.1.4 复位、后备电源电路  25-26
    5.1.5 通讯  26-27
    5.1.6 硬件时钟电路  27
    5.1.7 主机模块与其它模块相连接处的接插件部分  27-28
  5.2 装载机监控仪人机接口模块设计  28-31
    5.2.1 显示子模块  28-30
    5.2.2 键盘扫描子模块  30-31
  5.3 装载机监控仪输入模块设计  31-38
    5.3.1 模拟量IO通道的设计  31-37
    5.3.2 频率量的检测  37-38
  5.4 装载机监控仪输出模块的设计  38-40
    5.4.1 电源模块设计  38-39
    5.4.2 开关量驱动  39
    5.4.3 风扇驱动  39-40
第六章装载机监控仪软件设计  40-52
  6.1 监控仪主程序模块设计  40-44
    6.1.1 初始化  41-43
    6.1.2 大容量的外部RAM扩展技术  43
    6.1.3 故障处理函数  43-44
  6.2 装载机工况查询模块设计  44-45
  6.3 显示模块设计  45-47
  6.4 通讯模块设计  47-52
第七章装载机监控仪难点及分析  52-58
  7.1 装载机载重检测系统数学模型的建立  52-54
    7.1.1 装载机的载重量检测的硬件实现  53
    7.1.2 装载机的载重量检测的软件实现  53-54
  7.2 系统可靠性的保障  54-58
    7.2.1 硬件设计  54-55
    7.2.2 软件设计  55-58
总结  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-62
附录  62-66
  附录1. 装载机监控仪原理图  62-66
  附录2. 温度传感器温度--电阻特性曲线及对应表  66

智能化装载机监控仪设计

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