基于ARM的余热锅炉控制系统设计与开发的中期报告.docx

基于ARM的余热锅炉控制系统设计与开发的中期报告
一、研究背景与意义
在传统的锅炉系统中，大量的热能会随着废气排放而直接浪费，这不仅是一种资源的浪费，而且还会造成环境的污染。针对这一问题，目前国内外已经出现了许多基于余热利用的锅炉控制系统。然而这些系统存在着一些缺陷，如传统锅炉控制系统的不稳定、可靠性差、智能性低等问题，而且现有的控制方法往往是基于单片机或者PLC。而单片机和PLC虽然操作简单、小巧易携带，但是集成度不高，存储和运算能力有限，对于复杂的锅炉控制系统来说存在不足之处。
因此，本设计选用高性能、低功耗的ARM处理器来设计余热锅炉控制系统，为此我们需要对余热锅炉控制系统的设计方案、硬件平台、软件系统等进行深入的研究和开发，以满足工业领域对于高可靠性、高智能性、高精度的锅炉控制系统的需求。
二、研究内容与进展
本设计以余热锅炉控制系统为主题，旨在研究使用基于ARM的嵌入式开发平台进行设计与开发的技术方案，具体内容包括：
1.方案建议
方案建议主要从硬件平台和软件系统两个方面考虑。
硬件平台方面，我们选择了采用STM32F107VC主控芯片、TFT彩色液晶屏进行设计，并将液晶屏与主控芯片通过FSMC总线进行连接，使用模块化封装的方式来实现。
软件系统方面，我们设计了多层次的控制系统框架，实现了从数据采集、系统控制到信息显示等一系列的功能，并将其分为Bootloader、Kernel、Driver和Application四个层次，内嵌ucOS-Ⅱ内核和lwIP组件，以实现高效、稳定、可靠的控制系统。
2.系统设计
在系统设计方面，我们考虑的问题主要包括软件设计和硬件协调两个部分。在软件设计方面，我们使用KeilMDK开发环境来实现，包括系统启动代码、中断向量表设置、任务管理、网络协议等功能；硬件协调方面则主要包括采集模块、控制模块、显示模块组成的功能模块的协调和测试。
3.进展情况
目前该项目已完成部分硬件和软件设计，并进行了相关测试，包括：
①STM32F107VC主控芯片与TFT液晶屏之间的FSMC总线电路设计和PCB绘制，实现电路的输出和显存的控制。
②设计了一个适用于余热锅炉控制的数据采集模块，解决了采集电路设计、模拟量转数字量、抗噪声等问题，完成了实际控制系统中模拟量信号的采集和转换。
③基于ucOS-II内核，在主控芯片上部署了Bootloader、Kernel、Driver和Application四个层次，实现了多任务的切换和网络协议栈的实现。
三、未来工作计划
目前该项目已完成了一部分硬件和软件设计及测试工作，我们将继续深入研究与开发余热锅炉控制系统，具体工作计划如下：
1.完成软件系统的开发和优化，提高系统的稳定性和响应速度。
2.完善硬件设计，加强每个模块之间的通信和协作，使整个系统更加完善和可靠。
3.进一步优化系统性能，降低能耗和成本，提高整个系统的效率和可用性。
四、结论
本设计的目的是针对传统的锅炉控制系统的不足之处，采用基于ARM的嵌入式开发平台，设计和开发一种高可靠性、高智能性、高精度的余热锅炉控制系统。本中期报告介绍了我们的研究背景、意义、研究内容和进展情况，以及未来工作计划。我们相信，通过不断的研发和优化，我们将能够开发出一套符合工业领域要求的余热锅炉控制系统，为实现资源节约和环保做出贡献。