数字式射频导纳物位仪设计(源码)
随着计算机科学技术和物联网技术的飞快进步，工业仪器仪表控制在嵌入式通信领域的技术手段也大大提高。本课题主要针对传统工业仪器仪表功能上的不足，设计出一种新型的数字式射频导纳物位仪。硬件上使用的主控芯片是基于ARM Cortex-M3内核的LPC1768，首先通过TM7711高精度AD模块采集的4-20mA电流信号，转换成物位深度，其次利用DP83848以太网控制器与服务器建立TCP连接，将采集的物位深度发送给服务器并在液晶屏上显示。软件上主要使用RL-TCPnet协议栈与服务器建立可靠连接并进行socket通信。本次设计在数字式射频导纳物位仪上，有效解决了socket通信的可靠性问题，缺点是在物理通信链路出现问题时存在较大的延时，不能及时进行错误反馈。关键词 物联网，物位仪，LPC1768，socket
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 研究意义 2
2 需求分析与系统可行性研究 3
2.1 需求分析 3
2.2 系统可行性研究 4
3 相关技术简介 6
3.1 LPC1768概述 6
3.2 OCMJ4X12C液晶显示模块 7
3.3 socket通信 13
4 硬件设计 15
4.1 DP83848模块电路设计 15
4.2 19264液晶模块电路设计 16
4.3 TM7711模块电路设计 16
5 软件设计 17
5.1 总体设计 17
5.2 详细设计 18
6 系统调试 27
6.1 Socket通信模块调试 27
6.2 19264液晶模块调试 29
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
1 绪论
1.1 研究背景
工业物联网是目前工业制造发展的大势所趋，它将传感器技术、网络通信技术、集成电路等现代化技术相结合，具有低成本、低投资、专用性强、统一接口及高度适用 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
性等优势。使用物联网技术，能够以更加方便、可靠、高效率的方法进行数据通信和资源共享。在通用仪器仪表领域，优化的管理大大提高了产品生产效率，加上工业产品在生产线上使用高吞吐率的流水线处理方式，可获得巨大经济效益。当今，在此技术的推进下，物位的测量和监控在现代工业控制方面显得格外的重要。
当今，中国的经济水平发展处在一个还不错时间段，在保证高效、持续不断、可行性发展的情况下，仍需要在物联网嵌入式、人工智能、计算机产业等领域提高创新力度。十九大报告中指出：创建更快的制造业大国，促进互联网、大数据、人工智能和实体经济高度协调，在中高端消费、创新引领、绿色低碳、共享经济、现代供应链等产业孕育出新的增长点。对以往工业优化升级，对准国际标准提升技术。推动我国新工业技术走向世界顶峰，培养大量国际化优秀产业。为加快建设创新型国家，要瞄准世界科技前沿，强化基础研究，实现前瞻性基础研究重大突破。加大对应用底层的研发，大力发展国家重点科研项目。关键要建立以技术为基础的创新体系，加强对中小企业创新的支持。由此可见，从当今中国经济发展的情况下进行分析，不难发现工业仪器仪表逐渐演变成日常生活所需。近几年，国内仪器仪表行业的市场格局改变很快，仪表生产规模扩大，尤其在一些节能减排和环境保护领域，如低碳工业、绿色能源、新型物联网、有轨电车等战略性产业，为仪器仪表行业提供了广阔的市场机会。因市场需求大，机会较多，变动猛烈，预测在之后的十年内，我国对各类仪器仪表的市场需求量将大大增加，年需求量的平均增速可达百分之二十以上，可见其宽阔的提升空间。
由于计算机科学技术的飞速提升，高新技术产业的持续推广，工业仪器仪表控制的技术手段也大大提高。当人们用常规的物位控制仪表来进行物位采集，如光电式、超声波、雷达式等物位仪，在其功能、使用环境等方面存在较大的局限性。其中，电容式物位仪虽然以其简易的内部设计，性能稳定，平均维修率低等特点被市场大量投放，但电容式物位仪表在测量许多特殊金属物料时经常会出现测量偏差，这就使电容式物位仪的使用领域和方向必然受到一定的约束。还有超声波式物位仪，它并不适用于测量被测介质表面凹凸不平的物料。此外，大多数仪表进行测量时，物位的读取与记录使得工作量更加繁琐，必定会占用大量人工的时间。进行物位测量时若出现以上难点的困扰，通常运用射频导纳技术，问题就会迎刃而解，非常有效。
1.2 国内外研究现状
前几年欧美经济受到金融风暴的影响，经济恢复地很缓慢，而我国经济仍在增长，但增长速度在缓减。中国的仪器仪表行业对于整个世界来说，技术的兴起比较晚，通过长达三十年的技术革新，仪器仪表行业已处于世界领先水平，作为大规模生产通用仪器仪表的国家，研发手段越来越先进，设计风格也越来越多样化。经过此次技术改革，我国的仪器仪表市场竞争格局悄然发生改变。
目前，国内物位仪表市场需求仍然很旺盛，根据几个国外知名公司在国内销量年增长达百分之二十以上，需求的增长也促进了射频导纳物位仪的发展。人们的需求在持续增加，从简单层面上已足够实现需求，因为成本低，所以利润很可观，技术支持也越来越人性化，和超声波、电容式等物位仪相比，竞争力很强。在有色冶金类产品的质量上，利用射频导纳物位测量技术，国内做得已经非常到位了，所以在该市场，国内仪器仪表类产品的供货量大于进口产品的供货量已不足为奇。国内生产的射频导纳物位仪可占整个中国射频导纳物位计市场的百分十三十以上，并且还会增长。
目前，我国控制类仪器、测量类仪器、低碳类产品产量位居世界排名前五，测试分析仪器等精密仪器的市场需求持续增加，该领域的研发手段基本超过的中等国际技术标准，部分产品已达到当前先进国际技术标准。
1.3 研究意义
物位测量仪表是测量固态、浆态、粉态等物料的物位值大小和需精密计算的工业自动化仪表。通常物位测量可以用在某些特殊产物生产过程中，需要知道其在贮存器中精确的物位值，为使持续不断的检测更加方便，利用了当今先进的技术，使得贮存器中的物料在任何形态下都不会影响测量结果。进行物位捕捉时要对物料高度进行持续不断的检测，不能无脑使用一般的断续测量方法，因为只在某一点的位置进行测量没有连续测量方式有效。我们通常用具有连续测量技术物位仪来解决以上测量问题。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 研究意义 2
2 需求分析与系统可行性研究 3
2.1 需求分析 3
2.2 系统可行性研究 4
3 相关技术简介 6
3.1 LPC1768概述 6
3.2 OCMJ4X12C液晶显示模块 7
3.3 socket通信 13
4 硬件设计 15
4.1 DP83848模块电路设计 15
4.2 19264液晶模块电路设计 16
4.3 TM7711模块电路设计 16
5 软件设计 17
5.1 总体设计 17
5.2 详细设计 18
6 系统调试 27
6.1 Socket通信模块调试 27
6.2 19264液晶模块调试 29
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
1 绪论
1.1 研究背景
工业物联网是目前工业制造发展的大势所趋，它将传感器技术、网络通信技术、集成电路等现代化技术相结合，具有低成本、低投资、专用性强、统一接口及高度适用 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
性等优势。使用物联网技术，能够以更加方便、可靠、高效率的方法进行数据通信和资源共享。在通用仪器仪表领域，优化的管理大大提高了产品生产效率，加上工业产品在生产线上使用高吞吐率的流水线处理方式，可获得巨大经济效益。当今，在此技术的推进下，物位的测量和监控在现代工业控制方面显得格外的重要。
当今，中国的经济水平发展处在一个还不错时间段，在保证高效、持续不断、可行性发展的情况下，仍需要在物联网嵌入式、人工智能、计算机产业等领域提高创新力度。十九大报告中指出：创建更快的制造业大国，促进互联网、大数据、人工智能和实体经济高度协调，在中高端消费、创新引领、绿色低碳、共享经济、现代供应链等产业孕育出新的增长点。对以往工业优化升级，对准国际标准提升技术。推动我国新工业技术走向世界顶峰，培养大量国际化优秀产业。为加快建设创新型国家，要瞄准世界科技前沿，强化基础研究，实现前瞻性基础研究重大突破。加大对应用底层的研发，大力发展国家重点科研项目。关键要建立以技术为基础的创新体系，加强对中小企业创新的支持。由此可见，从当今中国经济发展的情况下进行分析，不难发现工业仪器仪表逐渐演变成日常生活所需。近几年，国内仪器仪表行业的市场格局改变很快，仪表生产规模扩大，尤其在一些节能减排和环境保护领域，如低碳工业、绿色能源、新型物联网、有轨电车等战略性产业，为仪器仪表行业提供了广阔的市场机会。因市场需求大，机会较多，变动猛烈，预测在之后的十年内，我国对各类仪器仪表的市场需求量将大大增加，年需求量的平均增速可达百分之二十以上，可见其宽阔的提升空间。
由于计算机科学技术的飞速提升，高新技术产业的持续推广，工业仪器仪表控制的技术手段也大大提高。当人们用常规的物位控制仪表来进行物位采集，如光电式、超声波、雷达式等物位仪，在其功能、使用环境等方面存在较大的局限性。其中，电容式物位仪虽然以其简易的内部设计，性能稳定，平均维修率低等特点被市场大量投放，但电容式物位仪表在测量许多特殊金属物料时经常会出现测量偏差，这就使电容式物位仪的使用领域和方向必然受到一定的约束。还有超声波式物位仪，它并不适用于测量被测介质表面凹凸不平的物料。此外，大多数仪表进行测量时，物位的读取与记录使得工作量更加繁琐，必定会占用大量人工的时间。进行物位测量时若出现以上难点的困扰，通常运用射频导纳技术，问题就会迎刃而解，非常有效。
1.2 国内外研究现状
前几年欧美经济受到金融风暴的影响，经济恢复地很缓慢，而我国经济仍在增长，但增长速度在缓减。中国的仪器仪表行业对于整个世界来说，技术的兴起比较晚，通过长达三十年的技术革新，仪器仪表行业已处于世界领先水平，作为大规模生产通用仪器仪表的国家，研发手段越来越先进，设计风格也越来越多样化。经过此次技术改革，我国的仪器仪表市场竞争格局悄然发生改变。
目前，国内物位仪表市场需求仍然很旺盛，根据几个国外知名公司在国内销量年增长达百分之二十以上，需求的增长也促进了射频导纳物位仪的发展。人们的需求在持续增加，从简单层面上已足够实现需求，因为成本低，所以利润很可观，技术支持也越来越人性化，和超声波、电容式等物位仪相比，竞争力很强。在有色冶金类产品的质量上，利用射频导纳物位测量技术，国内做得已经非常到位了，所以在该市场，国内仪器仪表类产品的供货量大于进口产品的供货量已不足为奇。国内生产的射频导纳物位仪可占整个中国射频导纳物位计市场的百分十三十以上，并且还会增长。
目前，我国控制类仪器、测量类仪器、低碳类产品产量位居世界排名前五，测试分析仪器等精密仪器的市场需求持续增加，该领域的研发手段基本超过的中等国际技术标准，部分产品已达到当前先进国际技术标准。
1.3 研究意义
物位测量仪表是测量固态、浆态、粉态等物料的物位值大小和需精密计算的工业自动化仪表。通常物位测量可以用在某些特殊产物生产过程中，需要知道其在贮存器中精确的物位值，为使持续不断的检测更加方便，利用了当今先进的技术，使得贮存器中的物料在任何形态下都不会影响测量结果。进行物位捕捉时要对物料高度进行持续不断的检测，不能无脑使用一般的断续测量方法，因为只在某一点的位置进行测量没有连续测量方式有效。我们通常用具有连续测量技术物位仪来解决以上测量问题。
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