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基于Win CE的喷气织机智能控制器人机交互系统设计

作　者: 汪静
导　师: 胡旭东
学　校: 浙江理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: Win CE 喷气织机人机交互系统工艺参数智能化设定
分类号: TS103.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 55次
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内容摘要

为满足当前国内市场对喷气织机的大量需求,顺应国际先进喷气织机智能化发展的趋势。课题组提出了一种喷气织机智能控制器的新型架构,由人机交互系统、底层主控制模块及送经/卷取模块构成,各部分根据需求采用不同CPU设计独立子系统,通过CAN总线实现人机交互系统与底层控制模块间的数据通信。喷气织机人机交互系统处于织机智能控制器顶层,是织机运转的信息指挥中心,通过与智能控制器底层各控制模块间的通信,发送控制命令并接收反馈信息协调底层各模块的工作。本文详细阐述了基于Win CE的喷气织机智能控制器人机交互系统设计方案。首先,采用基于ARM9的32位微处理器(EP9307)进行硬件各功能模块的电路设计,包括嵌入式最小系统搭建、输入/输出模块设计、USB接口设计、UART接口设计、以太网接口设计及CAN通信接口设计等内容;其次,根据硬件平台进行Win CE操作系统移植,主要是Boot Loader设计、OAL层开发及驱动程序的开发,进行相关系统配置,裁剪合适的Win CE中文操作系统并将系统镜像固化到嵌入式硬件平台上;然后,结合Win CE中断机制,采用多线程、数据同步等技术设计人机交互应用软件。根据自定义的CAN总线协议设计通信程序,采用读写文件方式实现喷气织机离线、在线两种状态下的数据交互,充分考虑嵌入式系统资源有限性,通过容错考虑、多用户权限设置等方式设计友好的人机界面;最后,采用分布式数据库技术,通过知识库的构建及推理机的简化设计完成喷气织机工艺专家系统设计,实现工艺参数的智能化设定,使新上手的纺织工人也能单独完成喷气织机的操作。本次研究的喷气织机智能控制器人机交互系统基本功能已经实现。本文率先提出的喷气织机工艺参数智能化设定方案是实现喷气织机智能化发展的一次有益尝试。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-16
  1.1 课题研究背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  11-14
    1.2.1 喷气织控制器研究现状  11-12
    1.2.2 喷气织机的智能化发展  12-14
  1.3 论文主要内容及组织结构  14-15
  1.4 本章小结  15-16
第二章喷气织机控制器拓扑结构及人机交互系统功能需求  16-23
  2.1 喷气织机控制器拓扑结构  16-18
  2.2 喷气织机工艺分析  18-20
  2.3 人机交互系统功能需求  20-21
  2.4 人机交互系统总体开发流程  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第三章人机交互系统硬件设计  23-36
  3.1 硬件平台总体设计  23-26
    3.1.1 系统核心设计  23-25
    3.1.2 系统通信设计  25-26
  3.3 系统硬件各部分功能模块设计  26-35
    3.3.1 电源及时钟管理模块  26-27
    3.3.2 存储器模块  27-29
    3.3.3 输入/输出模块  29-31
    3.3.4 USB 接口  31-32
    3.3.5 UART 接口  32-33
    3.3.6 以太网接口  33-34
    3.3.7 CAN 通信接口  34-35
  3.4 本章小结  35-36
第四章基于Windows CE 的嵌入式操作系统移植  36-54
  4.1 操作系统分析  36-38
    4.1.1 操作系统配置  36-38
    4.1.2 开发环境配置  38
  4.2 BSP 开发  38-41
    4.2.1 Boot Loader 设计  38-40
    4.2.2 OAL 层开发  40-41
  4.3 驱动程序开发  41-50
    4.3.1 接口驱动工作机制  41
    4.3.2 驱动开发/调试环境  41-43
    4.3.3 接口函数的实现  43-47
    4.3.4 中断的设计与实现  47-49
    4.3.5 驱动程序的封装  49-50
  4.4 操作系统内核镜像的定制  50-52
    4.4.1 基本组件定制  50
    4.4.2 HIVE-Based 注册表实现  50-52
  4.5 系统内核下载  52-53
  4.6 本章小结  53-54
第五章人机交互软件设计及实现  54-72
  5.1 人机交互软件总体设计  54-55
  5.2 CAN 通信的实现  55-64
    5.2.1 通信协议定义  55-59
    5.2.2 通信程序设计  59-64
  5.3 数据交互的实现  64-68
    5.3.1 本地数据存取  64-65
    5.3.2 远程数据同步  65-68
  5.4 人机交互界面的设计  68-71
    5.4.1 界面组织结构  69-70
    5.4.2 界面实现  70-71
  5.5 本章小结  71-72
第六章织机工艺参数智能化设定的实现  72-82
  6.1 工艺专家系统的功能需求分析  72
  6.2 工艺专家系统总体设计  72-73
  6.3 知识库构建  73-78
    6.3.1 规则确定  73-74
    6.3.2 规则库设计  74-75
    6.3.3 案例库设计  75-76
    6.3.4 知识获取  76-78
  6.4 推理机的设计  78-81
  6.5 本章小结  81-82
第七章总结与展望  82-84
  7.1 总结  82
  7.2 展望  82-84
参考文献  84-87
致谢  87-88
攻读硕士学位期间发表的学术论文  88

基于Win CE的喷气织机智能控制器人机交互系统设计

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