畢業(yè)設(shè)計(jì)讀書筆記

J I A N G S U U N I V E R S ITY 讀 書 筆 記 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 電氣1001 姓 名： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 講師 2014年6月書目名稱：生物發(fā)酵罐集中控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)作者及相關(guān)文獻(xiàn)信息：朱宇 杜翠紅，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用 2007年第12期。文章摘要：該文介紹了以西門子的S7-200可編程控制器（PLC）作為發(fā)酵罐的主控制器，利用傳感器檢測發(fā)酵過程動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，采用VC6.0作為開發(fā)工具設(shè)計(jì)上位機(jī)的監(jiān)控程序，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)（PC）與可編程控制器（PLC）之間的數(shù)據(jù)通信，達(dá)到了多臺(tái)發(fā)酵罐進(jìn)行集中控制的目的。要點(diǎn)記錄：發(fā)酵工業(yè)在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化之前需要科研人員進(jìn)行大量的發(fā)酵條件的優(yōu)化，因此需要多次采集數(shù)據(jù)。而本文設(shè)計(jì)的發(fā)酵罐集中控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)視控制系統(tǒng)發(fā)酵罐的作業(yè)，并且通過更直觀的觀察發(fā)酵罐中各參數(shù)的變化過程，從而大大提高工作效率，加速工業(yè)產(chǎn)業(yè)化的步伐。該系統(tǒng)是由多臺(tái)下位機(jī)PLC通過RS485端口進(jìn)行連接，通過編程電纜和通信適配器將RS485轉(zhuǎn)換為RS232串行端口與上位機(jī)PC連接，上位機(jī)與客戶機(jī)通過網(wǎng)線相連。該系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)主要分為三個(gè)部分：下位機(jī)子系統(tǒng)、上位機(jī)子系統(tǒng)和客戶端子系統(tǒng)。其中下位機(jī)子系統(tǒng)的功能為：接受發(fā)酵罐采樣數(shù)據(jù)、上傳上位機(jī)采樣數(shù)據(jù)、接收上位機(jī)命令及向發(fā)酵罐發(fā)送命令。 上位機(jī)子系統(tǒng)的功能為：接收下位機(jī)采樣數(shù)據(jù)、處理采樣數(shù)據(jù)、向客戶端發(fā)送采樣數(shù)據(jù)、保存采樣數(shù)據(jù)、接收客戶端命令、命令打包、向下位機(jī)下發(fā)命令及異常處理。最后的客戶端子系統(tǒng)的功能為：接收上位機(jī)采樣數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)調(diào)閱及向上位機(jī)下發(fā)命令。學(xué)習(xí)心得： 由于所選的論文課題中要求是實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)發(fā)酵罐的控制，因此我仔細(xì)閱讀了這篇文獻(xiàn)。這篇文獻(xiàn)中設(shè)計(jì)的系統(tǒng)對(duì)多臺(tái)發(fā)酵罐的控制是通過多臺(tái)PLC之間互聯(lián)，最終將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)中。這種設(shè)計(jì)能夠最終完成要求的控制多臺(tái)發(fā)酵罐的功能，但是由于這是有線的連接的通信，所以顯得太冗雜，并且容易出現(xiàn)線路通斷問題。 書目名稱：基于 ARM的以太網(wǎng)通信程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)作者及相關(guān)文獻(xiàn)信息：吳婷婷，孫 旭，謝興紅，侯富強(qiáng)，張 穩(wěn)，實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù) 2012年10月第10卷 第5期文章摘要：以太網(wǎng)是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)標(biāo)準(zhǔn)，它可以實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備間的數(shù)據(jù)的交換。而作為一種應(yīng)用場合不斷增加的嵌入式處理器，基于ARM的通信是必然趨勢(shì)。該文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于ARM的以太網(wǎng)通信，著重研究了ARM開發(fā)板的通信程序。要點(diǎn)記錄： 以太網(wǎng)工作在數(shù)據(jù)鏈路層，通過不同的傳輸介質(zhì)和沖突檢測方法，為其上的網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層等提供高效的服務(wù)。而本文中的ARM的以太網(wǎng)模塊能夠?qū)崿F(xiàn)將從傳感器中采集得來的數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端PC，客戶端PC能夠通過瀏覽器訪問傳來的數(shù)據(jù)。 TCP協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸可分為：建立連接、傳輸數(shù)據(jù)和斷開連接3個(gè)階段。該設(shè)計(jì)中，服務(wù)器被動(dòng)打開，一直在偵聽連接請(qǐng)求，而客戶端負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)即可。本系統(tǒng)中所采用的硬件是LPC2468芯片，CPU在上電后就要執(zhí)行相應(yīng)的起動(dòng)程序，完成系統(tǒng)的起動(dòng)和初始化，實(shí)現(xiàn)這些功能的代碼用匯編語言寫成。芯片級(jí)的程序設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)最基本的應(yīng)用為原則，為其上的應(yīng)用提供平臺(tái)?；贏RM的嵌入式系統(tǒng)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)為系統(tǒng)的大型應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，具有廣泛的前景。網(wǎng)絡(luò)化的嵌入式產(chǎn)品的流行已成為一種不可抵擋的潮流。學(xué)習(xí)心得：本文中的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了ARM與上位機(jī)PC之間的網(wǎng)絡(luò)通信，代替了傳統(tǒng)的有線通信方式。協(xié)議采用的是TCP協(xié)議，通過socket編程實(shí)現(xiàn)客戶機(jī)與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交換。以太網(wǎng)通信融入到嵌入式設(shè)備中，使其通信成為低成本、高可靠性、靈活性的過程。本文中我還學(xué)習(xí)到了網(wǎng)絡(luò)通訊的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層的狀態(tài)和命令。書目名稱：工業(yè)生物發(fā)酵過程在線檢測、建模、控制方法與應(yīng)用研究作者及相關(guān)文獻(xiàn)信息：張廣輝，上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文： 2006年3月。文章摘要：生物反應(yīng)器為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)擴(kuò)大在生產(chǎn)提供共性技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中最重要的實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)之一，是生物學(xué)家和工程師之間的橋梁。針對(duì)生物發(fā)酵過程的檢測技術(shù)、建模、以及先進(jìn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。要點(diǎn)記錄：本文提出了一種生物發(fā)酵溶氧在線檢測的溫度補(bǔ)償算法，并經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)溫度變化對(duì)溶氧傳感器的輸出電流的確有著巨大的影響。因此提出對(duì)溶氧測量溫度進(jìn)行補(bǔ)償。除此之外，針對(duì)間歇生物發(fā)酵過程的溫度建立了積分時(shí)滯動(dòng)態(tài)模型。實(shí)驗(yàn)表明，二階積分時(shí)滯模型可以非常的描述溫度動(dòng)態(tài)特性。同時(shí)，針對(duì)間歇生物發(fā)酵過程的PH的非線性過程建立了變?cè)鲆娣e分動(dòng)態(tài)模型。并且對(duì)以上的積分時(shí)滯對(duì)象提出了滿足時(shí)延裕度要求的控制器參數(shù)整定算法，從而應(yīng)用于間歇生物發(fā)酵過程溫度控制系統(tǒng)。基于以上的理論創(chuàng)新研究，設(shè)計(jì)了基于嵌入式系統(tǒng)的間歇生物發(fā)酵兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)帶有溫度、PH、電機(jī)轉(zhuǎn)速、補(bǔ)料、溶氧、消泡和水位等控制回路，并且?guī)в猩衔粰C(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、和先進(jìn)的控制算法應(yīng)用。學(xué)習(xí)心得：閱讀該文，我學(xué)習(xí)了生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程，了解了生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，并且知道了工業(yè)生物發(fā)酵過程中具體需要測量哪些參數(shù)以及這些參數(shù)的檢測技術(shù)。本文講解了很多生物發(fā)酵數(shù)學(xué)模型，這些數(shù)學(xué)模型都能夠很好地與實(shí)際試驗(yàn)的結(jié)果吻合。這些模型包括微生物生長動(dòng)力學(xué)模型、營養(yǎng)底物消耗動(dòng)力學(xué)模型和代謝產(chǎn)物生成動(dòng)力學(xué)模型。作者深入研究了溶氧在線檢測技術(shù)，建立了生物發(fā)酵過程溫度對(duì)象的動(dòng)態(tài)模型、間歇生物發(fā)酵過程PH非線性對(duì)象的動(dòng)態(tài)模型，并對(duì)時(shí)滯對(duì)象控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)與參數(shù)整定。在這些基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了完整的生物發(fā)酵兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。書目名稱：生物發(fā)酵技術(shù)與設(shè)備操作作者及相關(guān)文獻(xiàn)信息: 黃儒強(qiáng) 李玲，化學(xué)工業(yè)出版社：2006年9月文章摘要： 本書介紹了發(fā)酵生產(chǎn)相關(guān)的各方面的知識(shí)。要點(diǎn)記錄：本書共分九章，介紹了與發(fā)酵生產(chǎn)密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)的安全知識(shí)、數(shù)據(jù)處理、培養(yǎng)基和菌種，以及生物發(fā)酵工藝和設(shè)備及參數(shù)測定等內(nèi)容。該書還對(duì)對(duì)生物發(fā)酵制成品、生產(chǎn)原料和工藝流程及控制等環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析及討論，部分內(nèi)容是編者在生產(chǎn)實(shí)踐中的研究成果，具有可操作性，以指導(dǎo)讀者在接近生產(chǎn)實(shí)際的條件下進(jìn)行生物工程實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)，較好地克服了理論與實(shí)踐脫節(jié)的弊端。另外，結(jié)合發(fā)酵工廠“綠色環(huán)?！钡膶?shí)際需求，本書講述了UASB反應(yīng)器處理生物廢水的相關(guān)內(nèi)容。本書從實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)開始，涉及了生物發(fā)酵過程中從菌種的選育到培養(yǎng)基的鑒別選擇到發(fā)酵罐的操作等等全面的知識(shí)。其中還介紹了食醋、白酒等實(shí)際產(chǎn)品的具體發(fā)酵過程。學(xué)習(xí)心得：為了深入了解生物發(fā)酵工業(yè)、生物發(fā)酵的過程以及生物發(fā)酵的設(shè)備，我仔細(xì)地閱讀了這本書。書中詳細(xì)的介紹了生物發(fā)酵工業(yè)的培養(yǎng)基、菌種的制備與保藏、發(fā)酵罐操作與滅菌技術(shù)、生物發(fā)酵的工藝、發(fā)酵參數(shù)的測定和UASB反應(yīng)器的啟動(dòng)與運(yùn)行。讓我對(duì)整個(gè)發(fā)酵工業(yè)有了一個(gè)整體而又細(xì)致的認(rèn)識(shí)。本書在生物發(fā)酵工藝一章中還詳細(xì)介紹了各種貼近日常生活的產(chǎn)品的發(fā)酵，比如抗生素、醬油、有機(jī)酸、食醋、葡萄酒等等，讓我對(duì)發(fā)酵過程有了更加濃厚的興趣。生物發(fā)酵過程參數(shù)的控制對(duì)發(fā)酵過程的產(chǎn)物有著巨大的影響，因此，閱讀了此書之后我對(duì)發(fā)酵過程中各個(gè)參數(shù)的測定以及具體影響有了一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，不僅僅是發(fā)酵的過程，該書還詳細(xì)介紹了從菌種的選育開始到最終發(fā)酵產(chǎn)品的出爐的一系列過程，以及工程中很多需要注意的細(xì)節(jié)。讓我不僅從理論上，也從實(shí)際中感受到了整個(gè)的發(fā)酵過程。書目名稱：ARM體系結(jié)構(gòu)與編程作者及相關(guān)文獻(xiàn)信息：杜春雷， 清華大學(xué)出版社，2003.2文章摘要： 該書對(duì)ARM處理器的體系結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、開發(fā)工具做了比較全面的介紹，并在此基礎(chǔ)之上討論了一些典型的基于ARM體系嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的基本技術(shù)。要點(diǎn)記錄：ARM處理器共有7中運(yùn)行模式：用戶模式、快速中斷模式、外部中斷模式、特權(quán)模式、數(shù)據(jù)訪問中止模式、未定義指令中止模式和系統(tǒng)模式。ARM指令集可分為跳轉(zhuǎn)指令、數(shù)據(jù)處理指令、程序狀態(tài)寄存器傳輸指令、Load/Store指令、協(xié)處理器指令和異常中斷產(chǎn)生指令。ARM匯編語言源程序中語句由指令、偽操作和宏指令組成。與其他的中、低檔的單片機(jī)不同，ARM處理器中可以包含一個(gè)存儲(chǔ)器管理不見，ARM存儲(chǔ)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)適應(yīng)不同的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的需要差別很大。最簡單的存儲(chǔ)系統(tǒng)使用平板式的地址映射機(jī)制，而一些復(fù)雜的系統(tǒng)可能包括一種或者多種其它特殊的技術(shù)。ARM體系結(jié)構(gòu)支持ARM程序和Thumb程序混合使用，同時(shí)支持C/C+以及匯編語言的混合使用。ARM中各種源文件經(jīng)過ARM編譯器編譯后生成ELF格式的目標(biāo)文件。這些目標(biāo)文件盒相應(yīng)的C/C+運(yùn)行時(shí)庫經(jīng)過ARM連接器處理后，生成ELF格式的映像文件。這種ELF格式的映像文件可以被寫入嵌入設(shè)備的ROM中。學(xué)習(xí)心得：通過本書的學(xué)習(xí)，我對(duì)ARM的體系結(jié)構(gòu)有了一個(gè)完整的了解，對(duì)它