基于ARM大型仪器网络监控系统

【摘要】上世纪80年代,随着PC机的普及和自动化技术的不断发展,特别是网络通信的飞速发展,这为实验信息管理系统(LIMS)的产生奠定了基础。实验室信息管理系统的应用可以提高实验室运行的效率、节约成本、优化教学资源,实现了实验系统的网络自动化。本设计研究了LIMS当前的发展趋势,结合自身实验室控制需求,设计出了将电源监控仪、射频读卡器和嵌入式开发板通过网络通信统合在一起的实验信息管理系统,来满足预约实验仪器、监控实验仪器的功能。本设计在分析国内外实验室信息管理系统的基础上,将嵌入式系统(Micro2440).射频识别技术(RFID)、网络通信等技术应用到LIMS之中。嵌入式技术,射频识别技术,网络通信技术的应用实现了实验仪器设备监控的高效化,自动化需求。该系统设计主要包括电源监控仪设计、嵌入式系统开发、网络通信协议设定、软件设计四部分。采用以固态继电器、接触器、交流互感器为主要器件的电源监控仪控制实验仪器的通断并对仪器的电流进行转换。系统采用ARM芯片和Linux操作系统作为控制平台对电流进行采集、转换；控制平台还对以RC522为核心的读卡模块进行设定,对用户信息进行识别。通信部分采用客户机和服务器结构(C/S)实现数据的传递。监控平台采用以MicrosoftVisualStudio2010作为开发工具,以MicrosoftSQLServer2008为数据库,C#语言的界面实现远程监控功能。本监控系统硬件电路以嵌入式开发板为核心,使用四个通用输入输出口(GPIO)对四个仪器进行分别的通断控制；采用串行外设接口(SPI)与RC522读卡模块进行数据传递；利用4选1数据选择器对四路仪器电流进行选择,选出需要监控的电流,并对采集电流进行模数转换,得到仪器实时电流值,了解仪器的工作状态。本系统的软件部分主要包括了Linux操作系统平台搭建,编译配置内核文件,对GPIO驱动、AD驱动、读卡驱动的编写,SPI驱动的配置以及对socket通信的客户端和服务器端的传输协议的编写,使用MicrosoftSQL2008数据库对学生预约信息进行存储,预约信息包括预约时间、预约仪器、预约卡号、预约者姓名。最后通过#编写服务器端界面,使管理员可以了解到学生的实时仪器使用状况,包括了仪器是否被使用,使用者姓名、使用时间、是否申请了延长实验时间。
【作者】李桉楠；
【导师】刘德营；
【作者基本信息】南京农业大学，农业工程，2013，硕士
【关键词】LIMS；Micro2440；RFID；电源监控仪；远程监控；数据库；

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