Maoya Qing 1, 1 Zhang Li, Huang Kai 2, Xiao Yu 1

(Information médicale, Medical College Xuzhou, Xuzhou 2210002. Jiangsu Xugong Information Technology Co., Ltd, Xuzhou, Jiangsu 221000)

Avec le développement de la fabrication intelligente, le niveau d'automatisation de l'usine a été grandement améliorée, comment réaliser un suivi en temps réel des processus de production et les facteurs de production, le contrôle et la coordination, pour améliorer encore l'efficacité de problème de production fait face. Le système est conçu sur la base de l'atelier processus de fabrication Cortex-A9 et des bornes de suivi et de contrôle Applications, la sélection de processeur Samsung Exynos 4412, avec l'alimentation, la mémoire, la puce de commande de bus pour terminer la conception du matériel terminal, est réalisé par un système Linux et la plate-forme les applications, le fond le développement, la migration et la conception du pilote de périphérique d'applications Android, la conception logicielle du terminal est terminée. Réalisation des commandes de production, de l'équipement, le personnel, le processus de suivi de la production à temps réel et système de contrôle dispose d'une interface riche matériel, interface conviviale, haute en temps réel, un large éventail d'avantages.

Linux, Android, réseau de la machine, la production allégée, fabrication intelligente

CLC: TB492, TP212, TP391

Code de document: A

DOI: 10,16157 / j.issn.0258-7998.2017.02.015

format de citation chinois: Maoya Qing, Zhang, David Wong, etc. Sur la base des processus de production atelier Cortex-A9 de la borne de commande de suivi Technologie électronique, 2017,43 (2): 65-68.

Anglais format de citation: Mao Yaqing, Zhang Li, Huang Kai, et al. Conception de terminal de surveillance et de contrôle des processus de production de l'atelier basé sur Cortex-A9 .Application Technique électronique, 2017,43 (2): 65-68.

0 introduction

Intelligent Manufacturing est un changement important de direction du secteur de la fabrication mondiale, le développement rapide ces dernières années, aux États-Unis, l'Allemagne, le Japon et d'autres puissances industrialisées à l'avant-garde du monde. La Chine accélère le rythme, la mise en uvre de la profondeur du « Made in China 2025 » , technologies de l'information et des techniques de fabrication pour promouvoir la profondeur de l'intégration. Pour saisir le marché, les organisations concernées à la maison et à l'étranger ont commencé à la conception et le développement de la plate-forme de fabrication intelligente. General Dynamics pour les États-Unis les entreprises militaires développé basé sur la technologie radiofréquence RFID « système de gestion des matériaux de production », Zhejiang University a développé un ensemble de données RFID, paramètres de fonctionnement des machines-outils à commande numérique, les données de la station d'inspection de la qualité, etc., « Discrete Manufacturing Shop Floor Système de collecte de données »; Université Jiaotong de Shanghai a conçu le « système de collecte d'information » basée sur la technologie de code à barres, Wuhan University of science et de la technologie mis en place un « système MES d'acquisition de données » basée sur la technologie RFID et ZigBee .

L'automatisation de l'usine principale actuelle, la technologie de l'information axée sur l'acquisition et la gestion d'un dispositif unique tour des données, il existe des données dispersées, l'interface inamicale homme-machine, et la production de mauvaise regroupement d'entreprises. Une partie du système utilisé sur les terminaux de plancher de magasin tablette Android, mais il y a des pauvres universel, la mauvaise personnalisation du matériel, l'examen du réseau de la machine inadéquate. Pour résoudre les problèmes ci-dessus, nous avons conçu et développé le terminal de suivi de la production de l'atelier et le contrôle basé sur l'ARM Cortex-A9, offrent divers interface de bus de communication, fonctionnant sous le système Android, le processus de production peut fournir des informations de détection, l'accès à la machine-outil, l'interaction conviviale interface, services de gestion en ligne en temps réel pour répondre à la poursuite du processus de production de l'atelier, la gestion et le contrôle et la nécessité d'une coordination.

1 conception globale du système

Le système représenté sur la figure 1 l'ensemble du cadre, y compris terminal magasin, un terminal mobile, terminal PC, serveur ou similaire. Sélection réseau WiFi Ethernet industriel backbone atelier , le terminal magasin les opérations de fabrication intégrée, domaine industriel et mis de côté interface de communication standard commun, compatible avec tous les types d'installations de production, des données de production recueillies et les paramètres de l'appareil, et en même temps, mais aussi pour atteindre le site d'accueil avec ZigBee, Bluetooth et autres réseaux sans fil; terminal principal de PC et les données mobiles de production de terminal pour réaliser la maintenance, la gestion, la gestion du personnel, les processus de production, telles que les données de production pour générer des rapports, la mise en uvre du serveur de données de production, équipement tous les types d'informations telles que le stockage des paramètres, gestion, poussée, application.

2 conception de la fonction du système

Le système comprend le PC, un serveur, un terminal terminal et boutique mobile, la fonction globale comprenant: un entretien de base de données, le module de production, les statistiques de production de rapports, le temps et la fonction de présence, gestion des périphériques, gestion de la qualité, l'autorité de sécurité, comme le montre la figure.

Matériel Terminal Atelier Design 3

borne de glissement est constitué par un processeur principal, un module de gestion d'alimentation, un module WiFi, un module Ethernet, le module Bluetooth, le module RFID, une interface de communication et un circuit de commande associé . terminal atelier d'encadrement matériel représenté sur la figure. Drag puce terminal principal module processeur sélectionne Exynos Samsung 4412, l'extension de la terminaison et de la mémoire de stockage à l'état solide pour améliorer la performance globale, tandis que l'interface de communication d'extension, et paramètres de l'appareil d'acquisition d'informations de production et transmise au serveur par l'intermédiaire d'Ethernet et du réseau WiFi; écran tactile, écran LCD et le personnel sur le terrain de la matrice clavier pour afficher les informations pour les équipements de production et les activités commerciales associées, mettre en uvre la fonction d'authentification par le lecteur RFID module RF.

module de traitement principal 3.1

Le processeur principal Samsung Exynos 4412 comme la principale puce de traitement, quatre noyau Cortex-A9, cadencé à 1,6 GHz, il peut être utilisé sur les repères 320, ayant une alimentation en courant continu / courant continu 9 voies et le passage de sortie LDO 28, l'extension de 2 Go deux canaux mémoire DDR3, 16 GB EMC mémoire d'état solide, comprenant SPI, USB, I2C, RS485, RS232, interfaces DMA, une grande stabilité, une fiabilité élevée, peut être appliquée à l'interface, la performance, la manipulation, la stabilité, la mémorisation de données scénarios exigeants en atelier .

3.2 Power Management Module

Magasiner terminal en utilisant la partie de gestion de puissance puce MP2012DQ, la plage de tension d'entrée de 2,7 V ~ 6 V, plage de réglage de tension de sortie de 0,8 V ~ 4,8 V, le courant maximal est fermée 1 uA, le rendement énergétique de la puce est jusqu'à 95%, ce qui représente 100% application de la différence de taux d'air à basse pression, 1,2 MHz fixe la fréquence de commutation, le condensateur céramique stable de sortie à faible ESR, supporté arrêt thermique, cycle en cours de cycle, la protection de court-circuit. Pour les équipements terminaux intelligents embarqués. Circuit de commande 4 représenté à la Fig.

Module 3.3 RFID

Procédé de production d'atelier réalisé par le système de commande de suivi de piste mécanisme RFID module RF et d'authentification, un module de fréquence radio en utilisant la puce RFID RC522 . La puce est appliquée sur le lecteur de carte à puce hautement intégré de communication sans contact 13,56 MHz, un système entièrement intégré toutes sortes de méthodes de communication sans contact passive et des protocoles à 13,56 MHz, le support de transpondeur 14443A signal compatible, la ISO14443A de support de partie numérique trame et la détection d'erreur; en outre, prend également en charge l'algorithme de chiffrement CRYPTO1 rapide, où la communication inter-hôte en utilisant le mode SPI, les taux de transmission de données bidirectionnelle jusqu'à 424 kb / s, le taux de transmission de données allant jusqu'à 10 Mb / s, courant de fonctionnement de la puce 13 mA ~ 26 mA / DC 3,3 V, le soutien Mifare1 S50, S70 Mifare1, Mifare Ultralight Pro Mifare, Mifare DESFire autres types de cartes RF, a une faible tension, à faible coût, petit avantage de taille. Module de carte de circuit RF représenté sur la Fig.

3.4 Interface de communication

borne d'atelier, réservée à l'interface de communication de terrain industriel commun supports bus CAN, RS485, RS232, USB et d'autres interfaces. interface de communication sur le terrain industriel riche pour faciliter l'échange de données avec les outils de l'atelier, l'équipement, une meilleure compatibilité avec le terminal de magasin d'évolutivité. puce de communications RS485 est utilisé MAX13085EESA, le support de puce protocole de communication RS422 et RS485, la tension de fonctionnement de 4,5 V ~ 5,5 V, comportant un conducteur et un récepteur, un haut débit de données, le mode full-duplex de fonctionnement . La figure 6 montre un diagramme de circuit de l'interface RS485.

3.5 Ethernet / Bluetooth / WiFi

Faire glisser les supports terminaux Ethernet, Bluetooth, WiFi et autre protocole de communication réseau, et le domaine industriel ZigBee, interface d'accès réseau sans fil 3G / 4G réservés. Chip utilisation du module Ethernet pour puce DM9621NP que supports IEEE802.3u 100BASE-TX standard et IEEE802.310Base-T, 100BASE-TX Prise en charge IEEE802.3x fonctions de contrôle de flux et 10BaseT, Ethernet Link / Act indiqué, le soutien vitesses Ethernet (10 M / 100 M) indiquant construit 3,3 V ~ 1,8 V régulateur 1010/100 Auto MDIX Mb / s Ethernet PHY rapide, 5,0 V tolérance compatible E / s

section de communication Bluetooth et WiFi en utilisant la puce MT6620, cette puce prend également en charge la communication WiFi avec une fonction de communication Bluetooth. MT6620 de l'émetteur module de combinaison réception FM WiFi / Bluetooth, avec fonction de calibrage automatique, support WiFi 802.11b / g / supports de protocole en mode connexion Wi-Fi SDIO2 .

atelier de conception 4 logiciel du terminal

Faites glisser le système de logiciel de terminal Linux est d'abord construit et plate-forme Android, la conception d'achèvement, le développement, la migration et l'application Android pilote de périphérique sous-jacent L'atelier de production et les besoins des entreprises. Remplissez le transfert de données basées sur Ethernet, WiFi et d'autres réseaux basés sur la réalisation des commandes de production, de l'équipement, le personnel, le processus de suivi de la production et le contrôle en temps réel de. La figure 7 est une partie fonctionnelle l'interface logicielle du terminal glisser Effet sur la Fig.

4.1 plate-forme Android pour construire

Atelier borne logiciel de système d'exploitation Android, qui est constituée par une plate-forme de système d'exploitation Linux, middleware, l'interface utilisateur et des modules logiciels d'application. cadre du système applications, dans l'ordre de haut en bas, respectivement: la demande (l'application), le cadre d'applications (Application Framework), une bibliothèque (bibliothèques), l'environnement d'exploitation applications (applications Runtime), la couche de noyau Linux (noyau Linux ). Atelier de terminal exécutant le système d'exploitation Android la version Linux2.6.30 du noyau comme le noyau, et avec les bibliothèques de fonctions, le cadre d'application et de l'environnement d'exécution pour le développement d'applications pour Android APP.

4.2 Linux développement de la couche de pilote

Pour obtenir l'affichage sous-jacent application Android supérieure, l'accès à une interface de communication, une interface de bus, un dispositif d'interface d'entrée, le premier port du développement complet Linux du pilote sous-jacent. Le pilote devez d'abord définir le type de pilote de périphérique, puis écrire la fonction d'initialisation, a réalisé le pilote d'une demande d'enregistrement et de ressources matérielles connexes dans le noyau, la définition de la méthode d'interface matérielle pertinente de fonctionnement, la méthode de fonctionnement de fichier pour la couche d'application couche matérielle d'accès pour fournir un fichier d'interface utilisateur unifiée. Pour LCD, connexion Wi-Fi, les cartes Ethernet tels dispositifs de courants, les développeurs et le code source de Linux et fournit une interface de bus d'entraînement, terminer la migration et la configuration des pilotes, pour RC522, écran tactile, la matrice du clavier, contrôleur CAN telle mesure a besoin de sa propre périphérique préparation de la méthode d'initialisation du matériel connexe de fonctionnement, l'accès au bus correspondant, et la conception d'interface d'accès aux fichiers, pilote de développement complet. Afin de mieux répondre à l'opération de l'usine terminal spécifique, le contrôle du système, le contrôle d'accès est nécessaire, la conception de la couche de pilote Linux, sur la couche de pilote Linux et Android sous-système d'entrée est ajustée pour améliorer les droits de gestion sur les équipements d'applications Android d'entrée, mis en uvre sous-système d'entrée du mécanisme de transmission inter-couche, comme représenté sur la Fig.

4,3 mécanisme de communication JSON

logiciel de système de communication pour le JSON (JavaScript Object Notation). JSON est un format d'échange de données léger, facile à lire et à écrire, mais aussi facile pour les machines à analyser et générer. Elle offre une approche orientée objet dans le cache de métadonnées au client, l'aide des données de validation séparées et la logique, en utilisant l'analyse syntaxique JavaScript nécessite des couches de l'analyse XML lorsqu'ils ne sont pas des données d'acquisition rapide est calculée à utiliser, et peut JSON il est résolu bien. Lors de l'exécution des normes de conception du système de communication format JSON est optimisé, réduit la quantité de données de moitié.

5. Conclusion

Le système a terminé le processus de suivi et la borne de contrôle de la production atelier de conception et de développement, avec le terminal mobile, à la fin de PC, le serveur de développement, les commandes complètes de l'usine de production, l'équipement, le personnel, le suivi de la qualité et de contrôle. Atelier de terminal, a réalisé l'acquisition d'équipements de production, des données de qualité, l'information de production en téléchargement en temps réel et publié, l'analyse statistique et de l'information de processus de production. Avec haut en temps réel, le contrôle en ligne, interface conviviale et les liens d'affaires de production, interactive, large éventail d'autres avantages, l'étape suivante consistera à étudier la façon dont le système à partir des données de production, telles que l'acquisition d'équipements pour optimiser la production des processus d'affaires, réduire le personnel efficacité, améliorer l'utilisation de l'équipement, afin d'améliorer le niveau d'information et de processus de production atelier de renseignement.

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