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單井筒煤炭產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)的總體-浙江大學畢業(yè)論文(參考版)

2025-06-30 13:03本頁面
  

【正文】 致謝 參考文獻[1]閆振林,王鳳文,楊微. 基于GPRS的煤炭產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸可靠性設計, 露天采礦技術, 16719816(2008)05005503[2],2007, (4):2831[3]Cellon International. CMS91900/1800 GSM/GPRS Module Hardware Specification. 2003[4] Siemens mobile. MC35 Hardware Interface Description. 2002[5]Wave. WISMO Quik Q2400 series Q2406 and Q2426 Product Specification.2002[6]BenQ Corporation. M22 GSM/GPRS Wireless Module, DATASHEET Rev. 2003[7]高超然,徐成,2004,(9): 4448[8]周立功,:北京航天航空大學出版社,2004[9]魏魯原,伍斌,2002, 23(8): 3436[10]何小慶,選擇ARM CPU的操作系統(tǒng)αC/OSⅡ、2003, (2): 38~40[11]趙寧,2004,24(4): 29~34[12]來衛(wèi)國,,2005, (8): 2526[13]侯太平,童愛紅,Delphi數(shù)據(jù)庫編程,清華大學出版社,北京交通大學出版社,2005[14]雷景生,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其應用,電子工業(yè)出版社,2005致 謝 附 錄The designs of the earliest weighing system。開發(fā)了基于Microsoft SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫平臺的系統(tǒng),并運用Delphi 7設計可視化系統(tǒng)界面,并給出了使用方法。闡述了系統(tǒng)終端的硬件、軟件設計。,結合原理圖說明了各功能部件的實現(xiàn)方法。窗口內(nèi)容不能清除,它記錄系統(tǒng)終端傳感器在使用過程中的情況,同時記錄終端的校正時間和數(shù)據(jù)庫的操作情況,防止作弊情況發(fā)生,避免不必要的糾紛。當新的出礦信息傳至上位機時,將提供窗口來自動添加數(shù)據(jù)庫信息,添加成功后自動連接數(shù)據(jù)庫,使出礦信息在本系統(tǒng)中自動顯示。圖56 實時出礦信息界面● 能夠查詢各礦點的年、月、日產(chǎn)量匯總以及單次產(chǎn)出的重量,對于歷史重量可以按時間或測點編號進行查詢,顯示所有實時、歷史數(shù)據(jù)的信息。設置它的CoClassName為需要的名稱(3) 添加一個TdataSetProvider組件(4) 保存文件(5) 也可將應用服務器程序轉移到另一臺機器上2. 建立客戶端應用程序建立客戶端應用程序步驟如下:(1) 建立一個新的應用程序(2) 根據(jù)連接所使用的協(xié)議來選定一個或幾個DataSnap連接組件并添加到數(shù)據(jù)模塊中(3) 設置DataSnap連接組件的屬性來定位到應用服務器所在的計算機和應用服務器(4) 把一個或幾個TclientDataSet組件放到數(shù)據(jù)模塊上,設置它的屬性(5) 把一個TdataSource組件放到數(shù)據(jù)模塊上,設置它的屬性。 客戶端應用程序設計開發(fā)三層數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)一般可分為3個步驟:(1) 在數(shù)據(jù)庫服務器上建立需要的數(shù)據(jù)庫;(2) 建立應用服務器;(3) 建立客戶端應用程序1. 建立應用服務器建立應用服務器步驟如下:(1) 建立一個新的應用程序。在多層應用系統(tǒng)中,最關鍵的是應用服務器,它連接著數(shù)據(jù)庫與客戶端客戶端與應用服務器兩者之間的數(shù)據(jù)傳送是多層數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)最核心的技術。兩層結構和多層結構的數(shù)據(jù)庫應用程序是目前常用的客戶服務器結構的應用程序。本文選用delphi,是考慮到它的實用性,程序設計的可視化,窗口創(chuàng)建的簡單性等。(7)Delphi使用獨特的VCL類庫,使得編寫出的程序顯得條理清晰,VCL是現(xiàn)在最優(yōu)秀的類庫,它使得Delphi在軟件開發(fā)行業(yè)處于一個絕對領先的地位。 Delphi既可用于開發(fā)系統(tǒng)軟件,也適合于應用軟件的開發(fā)。   (5)具有強大的數(shù)據(jù)存取功能。開發(fā)人員不必再對諸如標簽、按鈕及對話框等Windows的常見部件進行編程。利用項目模板和專家生成器可以很快建立項目的構架,然后根據(jù)用戶的實際需要逐步完善。這樣,大大減少了對服務器的請求和網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)傳輸量,提高了應用處理的速度。在處理速度和存取服務器方面,Delphi的性能遠遠高于其他同類產(chǎn)品。主要特點如下:   (1)直接編譯生成可執(zhí)行代碼,編譯速度快。Delphi它提供了500多個可供使用的構件,利用這些部件,開發(fā)人員可以快速地構造出應用系統(tǒng)。當前,Delphi也可以在Linux平臺上開發(fā)應用,其在Linux上的對應產(chǎn)品Kylix。它使用了Microsoft Windows圖形用戶界面的許多先進特性和設計思想,采用了彈性可重復利用的完整的面向對象程序語言(ObjectOriented Language)、當今世界上最快的編譯器、最為領先的數(shù)據(jù)庫技術。圖55 在企業(yè)管理器中查看新創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫 客戶端應用程序設計 客戶端應用程序選型目前市場上應用較多的前臺開發(fā)軟件有:Visual Basic, Powerbulider,Dephi, Visual C++等。圖54 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的“事務日志”選項(9) 單擊圖54的“確定按鈕”,關閉數(shù)據(jù)庫屬性設置對話框。(7) 設置數(shù)據(jù)庫文件的大小為無上限。圖53 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的“數(shù)據(jù)文件”選項(5) 添加輔助數(shù)據(jù)庫,在“文件名”列表框的第二行指定另一個文件名、存儲位置和初始大小。圖52 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的常規(guī)選項卡(4) 單擊圖52的數(shù)據(jù)文件標簽頁,在此對話框的“文件名”列表框中輸入主數(shù)據(jù)文件的名稱和輔助數(shù)據(jù)文件的名稱,如圖53所示。使用企業(yè)管理器創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的步驟如下:(1) 首先啟動SQL Server服務,啟動企業(yè)管理器(2) 在控制臺上依次單擊“Microsoft SQL Servers”和 “SQL Server組”,然后點擊要創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的服務器圖標,展開樹形目錄,如圖51所示。它包含用于恢復數(shù)據(jù)庫的日志信息。輔助數(shù)據(jù)文件可以同主數(shù)據(jù)文件存放在相同的位置,也可以存放在不同的地方。因為有些數(shù)據(jù)可能非常大,一個主數(shù)據(jù)文件可能存放不下,隱刺就需要有一個或多個輔助數(shù)據(jù)文件存儲這些數(shù)據(jù)。它包括數(shù)據(jù)庫的啟動信息已經(jīng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù),每個數(shù)據(jù)庫只能包含一個主數(shù)據(jù)文件。在SQL Server中,數(shù)據(jù)文件用于存放數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。頁的大小決定了數(shù)據(jù)庫表的一行數(shù)據(jù)的最大大小。在SQL Server 2000中,數(shù)據(jù)的存儲單位是頁。每個文件都有兩個名字:操作系統(tǒng)使用的物理文件名和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)使用的邏輯文件名。此外。在SQL Server中創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫時,了解SQL Server如何存儲數(shù)據(jù)是很有必要的,這樣用戶可以知道如何估算數(shù)據(jù)庫空間大小,以及如何為數(shù)據(jù)文件和日志文件分配磁盤空間。SQL Server的數(shù)據(jù)庫由兩個文件組成:數(shù)據(jù)文件和日志文件。 數(shù)據(jù)庫設計MS SQL Server支持在一臺服務器上創(chuàng)建多個數(shù)據(jù)庫。通過自動優(yōu)化和改進后的管理特性—如數(shù)據(jù)文件尺寸的自動管理、基于向導的數(shù)據(jù)庫拷貝、自動內(nèi)存管理和簡化的故障切換群集安裝與管理,在線商務應用程序能夠被迅速部署并有效管理。Microsoft SQL Server 2000簡化了管理、優(yōu)化工作,并且增強了迅速、成功的部署在線商務應用程序所需的可靠性和伸縮性。除此之外Microsoft SQL Server 2000對目前流行的擴展標記語言提供很好的技術支持。OLAP可以通過多維存儲技術對大型、復雜數(shù)據(jù)集執(zhí)行快速、高級的分析工作。下一步值得研究的是如何利用這些海量數(shù)據(jù),為技術人員和相關領導提供決策支持系統(tǒng)和專家分析系統(tǒng)。 3,選用Microsoft SQL Server 2000的可擴展性和數(shù)據(jù)倉庫。另外,Microsoft SQL Server 2000除了具有擴展性,可靠性以外,還可以迅速開發(fā)新的因特網(wǎng)系統(tǒng)的功能。 2,兼容性良好。 它是關系數(shù)據(jù)庫管理使用的最先進的體系結構之一,真正實現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之一。從技術上講,IBM DB2,Oracle, Informix和Microsoft SQL Server 2000都能夠滿足上位機系統(tǒng)的需要,但從系統(tǒng)的安全性、健壯性、穩(wěn)定性上綜合考慮最后決定選擇Microsoft SQL Server 2000。然后介紹煤炭產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)主要界面的設計,系統(tǒng)功能實現(xiàn)的程序,內(nèi)容的查詢方式。圖49GPRS數(shù)據(jù)收發(fā)流程 5 數(shù)據(jù)庫及客戶端應用程序設計本章主要介紹了數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)訪問客戶端的設計方案。ARM通過正確的AT指令和GPRS命令集對MC35模塊進行初始化。圖48 GPRS數(shù)據(jù)包收發(fā)示意終端向計算機中心發(fā)送出礦重量時,數(shù)據(jù)由IP模塊進行TCP/IP協(xié)議轉換,轉換為IP數(shù)據(jù)包再由MC35模塊以GPRS數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送到SGSN. GPRS網(wǎng)絡工作方式以IP地址尋址為基礎,目標服務器端并非接入控制器與終端設備進行連接,只需要簡單接入Internet,并具備公網(wǎng)分配的IP地址即可。GGSN對分組數(shù)據(jù)進行相應的處理,再發(fā)送到目的網(wǎng)絡,如圖48所示。當系統(tǒng)進入GPRS網(wǎng)絡模式發(fā)送重量值時,GPRS數(shù)據(jù)分組是從基站發(fā)送到SGSN節(jié)點,而不是通過移動交換中心MSC連接到語音網(wǎng)絡上。若出現(xiàn)延遲或者遺失則要求發(fā)送端重發(fā),直到信息完全收到為止。這樣就必然要求在每一條短消息中都有一個消息頭,指出該條消息在一系列的消息隊列中的位置,以便建立重新組合及檢錯、重發(fā)的機制。1為TEXT方式,0為PDU方式AT+CMGS發(fā)出信息(設置PDU編碼的字符長度)AT+CMGD刪除短信息AT+CSCA短信服務中心地址AT+CMGR讀短信,信息從+CPMS命令設定的存儲器讀取本系統(tǒng)的短信息傳遞方式主要采取點對點短消息業(yè)務,選用TEXT方式。MC35關于短信收發(fā)的AT指令如表41中所示。最后計算機中心對重量信息進行分析、顯示、比較和運算處理,下達控制命令。多任務啟動時,此函數(shù)僅僅被執(zhí)行一次,用來啟動優(yōu)先級最高的任務,之后多任務的調(diào)度和切換由OS_TASK_SW()函數(shù)來實現(xiàn)。它的原理與任務級的切換很相似,不同的是,由于在調(diào)用此函數(shù)之前已經(jīng)進入了中斷,被中斷任務的CPU現(xiàn)場己經(jīng)保存過了,因此在此函數(shù)中不再進行現(xiàn)場保護,只需要對堆棧指針做相應的調(diào)整。它先將當前任務的CPU現(xiàn)場保存到該任務堆棧中,然后獲得最高優(yōu)先級任務的堆棧指針,從該堆棧中恢復此任務的CPU現(xiàn)場,使之繼續(xù)執(zhí)行,從而完成了一次任務切換。其他功能就由軟件中斷的C語言處理函數(shù)處理。若為0則執(zhí)行任務切換函數(shù)OS_TASK_SWQ。主要包括以下幾個函數(shù): (1)軟件中斷服務程序的匯編語言部分 ARM處理器要求中斷的功能號必須包括在SWI指令中,這樣應用程序就可以在執(zhí)行SWI指令時,通過讀取該調(diào)指令的相應位段來獲得功能號。 4. ,所以圖45中的OS_CPU 。在ADS的C語言程序中使用內(nèi)嵌的匯編指令很簡單,只要使用關鍵字__asm(雙下劃線)來標識一段匯編程序即可。(2)軟件中斷服務程序的C語言部分這部分程序采用了一個switch語句把軟件功能號為0x02, 0x03, 0x80, Ox81, 0x82,0x83的六個功能塊OS_ENTER_CRITICAL(),OS_EXIT_CRITICALQ,ChangeToSYSMode()、ChangeToUSRMode()、TaskIsARM()、TaskIsTHUMB()組織到一個和總段服務程序SWI_Exception()中去。一旦用戶初始化了堆棧,OSTaskStkInit()就返回堆棧指針所指的地址。圖45 任務堆棧結構 (1)任務堆棧初始化函數(shù)OSTaskStkInit()OSTaskStkInit()是用戶建立任務時系統(tǒng)內(nèi)部自己調(diào)用的,作用是對用戶任務堆棧進行初始化。即 defme OS_STK_GROWTH 1 /*堆棧是從上往下長的*/ 3. OS_CPU_C. C的編寫 μC/OS II給每個任務都分配一個單獨的任務堆棧,用來記錄當前任務信息、被中斷時的狀態(tài)和臨時變量等等。 /*任務代碼是ARM代碼*/__swi(Ox83) void TaskIsTHUMB(INTSUprio)。 /*任務切換到系統(tǒng)模式*/__swi(Ox81) void ChangeToUSRMode(void)。 /*關中斷*/__swi(Ox03) void OS EXI_ CRITICAL(void)。 /*任務級任務切換函數(shù)*/__swi(Ox01) void OSStartHighRdy(void)。 怎樣在不同的ARM工作模式下調(diào)用μC/OS II底層接口函數(shù)而不受訪問權限的限制,就是在移植時必須考慮的一個問題。 (1)與編譯器相關的數(shù)據(jù)類型 μC/OS II不使用C語言中的short, int, long等與處理器類型有關的數(shù)據(jù)類型而代之以移植性強的整數(shù)數(shù)據(jù)類型,這樣既直觀又便于移植,不過這樣就成了必須移植的代碼。SDT和ADS是ARM公司自己開發(fā)的,其中ADS是SDT的升級版,而且以后ARM公司不再支持SDT,所以最好采用ADS編譯器。 下面具體介紹移植的注意事項及具體實現(xiàn)過程。圖44 μC/OSII硬件和軟件體系結構為了方便移植,大部分的,μC/OS II代碼是用C語言寫的,但仍需要用C和匯編語言寫一些與處理器相關的代碼,如圖44,這是因為μC/OS II在讀寫處理器寄存器的時候只能通過匯編語言來實現(xiàn)。● 處理器支持能夠容納一定量數(shù)據(jù)的硬件堆棧。 ● 在程序中可以打開或關閉中斷。 控制器的軟件設計為使μC/OS II可以正常工作,微處理器必須滿足下面的條件。 b
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