论文总字数：35335字

摘 要

在工业化进展中，工厂的信息化改造中占举足轻重的地位。其中信息化改造中需要底层数据的远传，底层设备可能是PLC、智能仪表，底层数据可能直接就是开关量、模拟量。通过多功能模块接口进行底层数据的采集、转换和远程传输。其中模块输入接口包括开关量、模拟量、RS485；输出接口可以采用CAN总线、WiFi接口或其他无线通信技术。

本课题采用收集开关量、模拟量，通过WiFi模块传输至上位机。采用无线通信方式，不仅可以节约成本，而且相较于有线传输繁杂的布线，无线传输拥有更好的适应性。本课题基于STM32系列微处理器进行开发，用按键状态代替开关量，用电位器两端电压表示模拟量，通过串口调试助手控制WiFi模块连接至上位机，并读取底层信息，在上位机的服务器端也能够显示按键状态和电位器两端的电压。

关键词：微控制器 数据远程传输 ESP8266模块

Design of Multi-functional Interface Module in Factory Information Transformation

Abstract

The industrial progress and the reform of plants play an important role. Among them, the information transformation requires the remote transmission of the underlying data. The underlying equipment may be PLC or smart instrument. The underlying data may be the switching quantity and may be the analog quantity directly. The collection and remote transmission of the underlying data could be transmitted by the interface. The conversion may be transmitted by it too. The module input interface includes switch quantity, analog quantity and RS485; the output interface can adopt CAN bus, WiFi interface or other wireless communication technology.

This topic uses the collection of switching and analog quantities and transmits them to the host computer through the WiFi module. Using wireless communication can saves costs and has better adaptability to wireless transmission. This topic is based on STM32 series microprocessor development, using the button state instead of the switch quantity, using the voltage across the sliding rheostat to represent the analog quantity, connecting the WiFi module to the host computer through the serial port debugging assistant, and reading the underlying information, in the upper computer The server side can also display the state of the button and the voltage across the sliding rheostat.

Key words: Microcontroller; data remote transmission; ESP8266 module

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 现状 1

1.3 本课题所做工作 2

1.4 章节安排 2

第二章 信息传输技术 3

2.1蓝牙技术 3

2.1.1蓝牙技术的介绍 3

2.1.2蓝牙通信的特点 3

2.2 GPRS技术 3

2.2.1 GPRS技术的介绍 3

2.2.2 GPRS技术的特点 4

2.3 WiFi技术 4

2.3.1 WiFi技术的介绍 4

2.3.2 WiFi技术的特点 4

2.4 RS-485通信协议 4

2.4.1 RS-485通信协议的介绍 4

2.4.2 RS-485协议的特点 5

2.5 CAN总线通信协议 5

2.5.1 CAN总线的介绍 5

2.5.2 CAN总线的特点 5

第三章 总体设计及硬件设计 6

3.1 总体设计 6

3.1.1 总体硬件设计 7

3.2 STM32系列的微控制器 8

3.3 按键状态检测电路 10

3.3 电位器电压采集电路 11

3.4 ESP8266模块电路 12

3.4 RS-485电路 13

第四章 软件设计 15

4.1 系统软件 15

4.1.2 NetAssist 16

4.1.3 SSCOM 16

4.2 主程序 17

4.2 按键程序 19

4.3 ADC电压采集 19

4.4 ESP8266 20

4.5 USART程序 22

4.5.1 ESP8266模块所用的USART 22

4.5.2 串口接受所用的USART 23

第五章 实验结果 24

5.1软硬件调试 24

第六章 论文总结及展望 31

6.1 论文总结 31

6.2 课题不足 31

6.3 课题展望 31

参考文献 33

附录 34

致谢 49

第一章 绪论

1.1 课题背景

世界正在稳步发展，工厂的建设也在科技的带动下逐渐信息化,信息化建设就是其中的中流砥柱，要想实现这个目标需要建设者有较好的整体观, 采用分步完成各个任务的策略,设定符合现代要求的信息化建设目标, 进而优化工厂的流程控制,从而实现在不久的时间内完成工厂信息化建设的宏大目标。

现在的时代是互联网高速发展的时代，是工业化大步向前的时代, 制造业企业的运营需要信息技术的支持才能屹立不倒, 当生产线的设备、材料、运输工具和厂家生产的产品被管理人员通过网络进行统一管理,采集的工厂数据才能算是有序可用的数据, 才具备进一步挖掘的价值，为预测分析、实时监控、智能提醒、客户自定义、快速定位等需求服务^[1]。

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