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基于Modbus协议的医用气体压力集散监测系统开发

作　者: 徐沙林
导　师: 谈乐斌
学　校: 南京理工大学
专　业: 人机与环境工程
关键词: 压力变送器集散监测系统 Modbus协议 VB.net 人机界面
分类号: R197.39
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 27次
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内容摘要

本文基于实际的工程项目,阐述了一种基于Modbus协议的医用气体压力集散监测系统的软、硬件设计与实现。本文首先对系统总体需求进行分析,确定了系统要实现的基本功能。参考GB50333-2002标准,完成了压力变送器的选型。接着根据系统预期达到的基本功能,分模块进行下位机的硬件电路设计和软件程序设计。然后在Visual Studio 2005平台下完成上位机监测软件的人机界面设计和程序设计。最后完成整个集散监测系统的软硬件调试,证明了系统的合理性和可行性。本文详细介绍了Modbus协议的物理层、数据链路层和应用层。根据课题的实际需求,对Modbus协议应用层做了合理的扩展和优化,使Modbus报文能够容纳更多有用的信息,提高了通信的效率。在软件界面的设计过程中,以人机工程学思想作为指导,从用户的认知水平、使用习惯、舒适性等方面着手,设计出一个合理、高效、友好的人机界面。系统自构建以来,在多家医院完成试点,运行稳定可靠,取得不错的效果,产生了一定的经济效益。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题背景  7-8
  1.2 研究现状及发展趋势  8-10
  1.3 主要研究内容  10-11
2 系统总体方案设计  11-15
  2.1 系统的总体功能  11-12
  2.2 系统的总体设计  12-14
    2.2.1 下位机系统总体方案  12-13
    2.2.2 上位机软件功能划分  13-14
  2.3 本章小结  14-15
3 下位机系统开发  15-47
  3.1 压力变送器的选型  15-17
  3.2 硬件详细设计  17-33
    3.2.1 电源模块  17-20
    3.2.2 单片机小系统模块和AD模块  20-23
    3.2.3 主控板显示模块  23-26
    3.2.4 子板显示模块  26-27
    3.2.5 报警模块  27-30
    3.2.6 配置信息设定和存储模块  30-32
    3.2.7 通信模块  32-33
  3.3 下位机印制板电路设计  33-35
  3.4 软件详细设计  35-46
    3.4.1 编程语言和开发环境  35-36
    3.4.2 A/D转换程序  36-38
    3.4.3 从站地址设定和存储程序  38-42
    3.4.4 子板数据显示程序  42-43
    3.4.5 灯光报警和声音报警子程序  43-44
    3.4.6 通信程序  44-46
  3.5 本章小结  46-47
4 Modbus协议的研究与应用  47-54
  4.1 Modbus的物理层  47-48
    4.1.1 二线Modbus定义  47
    4.1.2 多点系统要求  47-48
    4.1.3 电缆  48
    4.1.4 可视诊断  48
  4.2 Modbus数据链路层  48-50
    4.2.1 Modbus主/从协议原理  48
    4.2.2 Modbus帧描述  48-49
    4.2.3 主站/从站通信时序图  49
    4.2.4 传输模式  49-50
    4.2.5 差错校验方法  50
  4.3 Modbus协议的应用与扩展  50-52
    4.3.1 01H功能码的研究和应用  50-51
    4.3.2 03H功能码的研究和应用  51-52
    4.3.3 Modbus异常响应的简化  52
  4.4 本章小结  52-54
5 上位机软件开发  54-69
  5.1 编程语言和开发平台概述  54
  5.2 病区资料配置程序设计  54-56
  5.3 上位机监测软件人机界面设计  56-62
    5.3.1 人机界面概述  56-57
    5.3.2 人机界面的设计原则  57
    5.3.3 人机界面详细设计  57-62
  5.4 上位机监测软件的程序设计  62-68
    5.4.1 概述  62-63
    5.4.2 配置文件的读写  63-64
    5.4.3 串口初始化  64-65
    5.4.4 TreeView控件的应用  65
    5.4.5 定时器1间隔时间的确定  65
    5.4.6 接收应答程序  65-66
    5.4.7 CRC校验程序  66-67
    5.4.8 窗体循环显示功能  67
    5.4.9 声音报警程序  67
    5.4.10 面板Panell分割程序  67-68
    5.4.11 窗体重绘程序  68
  5.5 本章小结  68-69
6 系统的调试  69-74
  6.1 下位机系统软硬件调试  69-71
    6.1.1 硬件检查  69
    6.1.2 电源模块调试  69
    6.1.3 A/D转换模块调试  69-70
    6.1.4 显示模块调试  70
    6.1.5 配置信息存储模块调试  70
    6.1.6 通信模块调试  70-71
  6.2 监测系统联合调试  71-73
  6.3 本章小结  73-74
7 全文工作总结  74-76
致谢  76-77
参考文献  77-79

基于Modbus协议的医用气体压力集散监测系统开发

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