基于PIC32的以太網(wǎng)與CAN總線的網(wǎng)橋設(shè)計
立項背景
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/270060.htm當今社會對大學生的創(chuàng)新能力有很高的要求,實驗室為學生提供了很好地學習平臺,但是實驗室開放時間有限制,不方便學生在課余及假期前去做實驗。另外實驗室管理制度不夠完善,往往存在儀器損壞、老化卻得不到及時維護等問題。
該設(shè)計以PIC32自帶的以太網(wǎng)模塊作為和外界網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的橋梁,實現(xiàn)對實驗室(模型)的系統(tǒng)化管理。該系統(tǒng)可通過以太網(wǎng)遠程開啟實驗室門禁,并對實驗室內(nèi)各種設(shè)備儀器的工作狀態(tài)進行監(jiān)控。在實驗室內(nèi)部采用物理結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的CAN總線實現(xiàn)實驗室的各個設(shè)備的連接與通信。
本系統(tǒng)以方便老師方便學生為宗旨,即使在節(jié)假日老師也可以為學生提供一個實驗平臺,且不用到實驗室就可以了解實驗室的各種狀況。為學校實驗教學提供了一種新管理模式,大大縮減了學校的管理經(jīng)費,同時解決了儀器損壞發(fā)現(xiàn)維修不及時的問題。
該系統(tǒng)擁有著廣闊的應(yīng)用前景,應(yīng)用在實驗室平臺只是一個方面。在智能家居,工廠流水工作車間等,均可應(yīng)用該設(shè)計的思想理念。
項目內(nèi)容
2.1 項目概括
本設(shè)計采用實驗室內(nèi)PIC32以太網(wǎng)的模塊和外界通訊,實時監(jiān)控整個實驗室的工作狀態(tài)。另外PIC32作為系統(tǒng)的控制核心,綜合調(diào)度實驗室的各種設(shè)備儀器,以達到安全、節(jié)能的效果。外圍模塊可分別完成實驗室門禁的開啟與關(guān)閉,根據(jù)外界光強對實驗室的光線進行調(diào)節(jié),外對實驗室內(nèi)的溫控系統(tǒng)加以控制涉等。該設(shè)計涉及到光(如室內(nèi)光強度智能調(diào)控)、電(如設(shè)備電源管理)、溫度(如恒定溫度控制)等多種信號的處理,同時實現(xiàn)自動化管理,實現(xiàn)智能實驗室的要求。
2.2 項目模塊介紹
本設(shè)計主要包括:以太網(wǎng)遠程通訊模塊,主要負責遠程PC機與MCU間的通訊;MCU控制模塊,主要負責信息匯總以及各模塊間的通訊、協(xié)調(diào)和控制;門禁系統(tǒng)模塊,完成在特定條件下對模擬實驗室平臺大門的開啟和關(guān)閉,并將其狀態(tài)向MCU匯報;室內(nèi)電源控制模塊,主要對室內(nèi)電源的狀態(tài)進行監(jiān)測和控制,及時向MCU反饋各種設(shè)備的供電信息;光控模塊,主要負責對模擬實驗室室內(nèi)光強的監(jiān)測、調(diào)節(jié)和控制;智能加熱控制模塊既可以按預(yù)設(shè)模式獨立工作,也可以接收來自CAN總線MCU的命令,并按其要求工作。
2.3 設(shè)計目標
2.3.1 遠程控制
本設(shè)計主要實現(xiàn)遠程對實驗室的監(jiān)測與控制,同時該設(shè)計也兼容本地控制管理操作。由于PIC32具有豐富的片內(nèi)資源,可利用系統(tǒng)以太網(wǎng)host實現(xiàn)便捷的以太網(wǎng)通訊,遠程PC機可直接管理系統(tǒng)運行。以實驗室平臺模型為例,當用戶(老師)需要打開實驗室時,可直接通過遠程PC機下達指令,以以太網(wǎng)為媒介進行通訊,當MCU接收到用戶發(fā)出的指令后,按照具體要求通過CAN總線來傳輸控制信號,門禁系統(tǒng)識別相應(yīng)的信息后即可開啟實驗室大門。
2.3.2 本地實時監(jiān)測
本設(shè)計可實現(xiàn)對整個實驗室環(huán)境的整體監(jiān)測。當設(shè)備正常工作后,各個模塊通過CAN總線每隔一段時間向MCU發(fā)送狀態(tài)報告,MCU根據(jù)收到的反饋信息做出相應(yīng)的決策,并向相應(yīng)設(shè)備發(fā)出下一步的命令,如此反復即可實現(xiàn)對整個實驗平臺的智能化管理。
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