摘 要

随着现代工业的不断发展，人们对机械设备的运行效率、精确度和稳定性提出了越来越高的要求，为了提高制造水平，智能制造成为了今后工业发展的趋势和方向。在如今的网络技术和电子信息技术飞速发展的时代，人们可以通过对工业设备的远程监测来提高在生产过程中的稳定性和有效性，提高生产效率。因此研究远程监测系统的设计方案具有重大的意义。

本文设计了一种基于嵌入式技术和Java网络编，可以完成对数控机床的主轴的温度信息进行采集，并上传到服务器，在基于B/S的系统模式下，用户只需利用浏览器就可以实时的访问到数控机床主轴温度的信息。

本文在对温度信息的采集方式上使用了多通道的传感器布点，不同于以往传感器的单独分布，多通道的传感器布点使得后续的温度场分析和数学建模变得容易实现。本文采用了基于STM32系列的单片机进行硬件开发，设计了一种数据采集发送器，可以将采集到的温度数据通过无线的模式发送到数据采集中心主机，传输数据采用的协议为TCP协议，数据采集中心上搭建了Web服务器和数据库，利用Java网络编程技术实现了在前台通过网页对温度信息的访问。

关键词：嵌入式系统；网络编程；远程监测；STM32

Abstract

With the continuous development of modern industry, people on the operation efficiency of machinery and equipment, accuracy and stability of the increasingly high demand, in order to improve the manufacturing level, intelligent manufacturing has become the future trend of industrial development and direction. In today's era of rapid development of network technology and electronic information technology, people can improve the stability and effectiveness of the production process and improve the production efficiency by monitoring the industrial equipment remotely. Therefore, it is of great significance to study the design of remote monitoring system.

This paper designs a kind of embedded technology and Java network, can complete the CNC machine tool spindle temperature information collection, and upload to the server, in the B / S based system mode, the user only need to use the browser can Real-time access to the CNC machine tool spindle temperature information.

In this paper, the multi-channel sensor layout is used in the collection of temperature information. Unlike the isolated distribution of the sensor, the multi-channel sensor layout makes the subsequent temperature field analysis and mathematical modeling easy to realize. In this paper, based on STM32 series of single-chip hardware development, the design of a data acquisition transmitter, the collected temperature data can be sent through the wireless mode to the data acquisition center host, the transmission of data used by the agreement for the TCP protocol, data acquisition Center built a Web server and database, the use of Java network programming technology to achieve in the foreground through the website of the temperature information access.

Keywords: Embedded Systems; Network Programming; Remote Monitoring；STM32

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2数控机床的简要介绍 2

1.3远程监测系统的介绍 3

1.4 研究内容与章节安排 4

第2章 系统的总体设计方案 5

2.1系统的功能需求 5

2.1.1温度信息的采集 5

2.1.2温度信息的发送 6

2.2系统体系结构的选择 6

2.2.1 C/S系统模式 7

2.2.1 B/S系统模式 7

2.4 本章小结 9

第3章 嵌入式数据采集发送器的设计 10

3.1温度数据采集方案设计 10

3.1.1 DS18B20的介绍 10

3.1.2 DS18B20的使用 10

3.2温度数据发送方案的设计 12

3.2.1通信方式的选择 12

3.2.2嵌入式通信模块 13

3.3嵌入式数据采集发送器的实现 14

3.3.1嵌入式数据采集发送器的硬件设计 14

3.3.1嵌入式数据采集发送器的软件设计 16

3.4 本章小结 17

第4章 温度数据采集中心的搭建 18

4.1应用层温度数据的获取 18

4.1.1应用层通信协议的设计 18

4.1.2 Socket服务器端的实现 19

4.2 Web服务器的搭建 19

4.2.1Web服务器 19

4.2.2数据库平台 20

4.2.3监测平台的主体功能 20

4.3前台页面的设计 21

4.4本章小结 21

第5章 监测系统的测试与分析 22

5.1温度数据采集发送器的功能测试分析 22

5.1.1温度数据采集功能测试 22

5.1.2温度数据发送功能测试 23

5.2数据采集中心读取温度数据测试分析 25

5.3 Web服务器性能测试分析 26

5.3.1Tomcat本地服务器搭建测试 26

5.3.2 数据库的配置 27

5.4 前台访问测试 27

5.5本章小结 29

第6章 总结 30

参考文献 31

致谢 33

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

随着科学技术的发展以及现代工业水平的不断进步，人们对工业的生产效率和加工的精度提出了越来越高的要求，数控机床作为工业生产中的生产工具对机械产品的质量和工业生产的效率起着至关重要的作用。20世纪50年代中期随着计算机技术、微电子技术以及自动化技术的不断发展，世界上第一台数控机床产生。经过了近60年的发展，数控机床已经成为了制造技术和加工技术发展的支撑，高效能的数控机床是促进国民经济增长的巨大源动力。

由于数控机床在现代工业的发展中占据的重要地位，对于一些大型化和高速化的重型机床，其安全性和可靠性备受人们关注。人们希望能够进行安全高效的生产，对可能发生的故障进行早期的诊断和排查。在数控机床的加工生产过程中，工件加工的精度是一项重要的指标，在数控机床加工的过程中，影响加工精度来自多个方面，主要有伺服给进系统误差的影响、生产现场的影响、热误差的影响的多个方面。这其中，对加工精度的影响是最大是热误差，它主要是由机床内部热源和外部环境引起，研究表明，的机床热误差占总制造误差的40%～70%。

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