基于Modbus协议及虚拟仪器技术的展板控制系统设计开题报告
2020-04-15 05:04
1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
1.modbus通讯协议的简介
modbus协议是modicon 公司推出的一个开放式现场总线的通信协议，由于得到众多仪表厂家的支持,正在成为仪表及智能终端的工业标准。目前，多数智能仪表已利用该协议向用户提供通信接口,随着仪表和通信技术的发展，modbus协议由standard modbus(标准型)发展到 modbus plus(增强型)[1]。
modbus通信协议是应用于电子控制器上的一种通用语言, 通过此协议控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信, 它已经成为一通用工业标准。不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络, 进行集中监控[2]。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
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1.本课题要解决的问题 (1) 上位机LabVIEW编程，控制展板灯光闪烁。 (2) 基于Modbus通讯协议的继电器控制板电路设计。 (3) 上位机与继电器控制板之间的串口通讯。 (4) 展板上的灯光和开关触点与继电器控制板的连接。 (5) 读取远程控制命令，继电器控制板进行实时展板显示。 2.本课题拟采用的研究手段 (1) 查找国内外与设计题目相关的资料，了解一些原理和背景，例如Modbus通讯协议、485总线的工作原理、上位机软件的编写过程、继电器控制板、单片机及硬件开发流程等，设计展板系统整体结构图如图1。 (2) 学习LabVIEW 编程，参考其各种演示实例，熟悉其编程特点、各种功能实现代码和程序调试。对照展板功能，编写主程序流程图，完成主程序框架，绘制程序结构图。学习单片机嵌入式程序的编程方法，完成无线部分程序连接，在此基础上完成程序编写，实现上位机对继电器控制板的功能控制，最终实现对展板灯闪烁的控制。 (3) 学习模拟仿真软件，熟悉各种操作，编写上位机发送接收测试软件，完成收发的测试功能。 (4) 对应其展板所要求实现的功能，挑选正确的元器件模块，包括CPU芯片，串口，继电器和电源模块等，并对电路进行计算，选择合适的电阻和限流限压器件，以此保证控制板电路安全和功能的正常实现。学习PCB图绘制，绘制完成硬件电路图，并依照电路图，对继电器控制板进行实际焊接。 (5) 展板LED显示板和继电器控制板的实际连接，实现触点开关的程序控制。 (6) 学习Modbus通讯协议，了解其通讯方式、功能代码、校验方式和通讯过程，研究基于Modbus协议的继电器控制板使用方法，选择适合的传输接口，在上位机的编程中正确添加其程序实现代码，并对继电器控制板进行对应功能的结构设计，以此实现其基于Modbus通讯协议的通讯。 3.验证方法及实验手段、过程和预期结论 (1) 调试程序，验证展板是否能正确实现所要求的各种功能。若调试出错，则对程序进行修改，直至展板功能正常实现。 (2) 连接上位机与继电器控制板，测试两者是否能进行正常的收发信号。若通讯不畅，则检查主程序的通讯代码段，以及继电器控制板的通讯接口设置是否出错，直至通讯恢复正常。 (3) 改变程序设置的参数值，以此验证上位机能否正确控制继电器工作。若继电器工作不正常，则检查控制板各个触点是否连接正确，元件是否损坏，直至继电器恢复正常工作。 (4) 完成以上步骤之后，利用上位机的模拟仿真软件，对展板功能进行模拟仿真，测试其各项功能是否都正常。若模拟功能无误，则该展板完成。 |
