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上海交通大学硕士论文 模块化制造系统无线通信模块的设计与实现 摘 要 柔性制造和敏捷制造技术是先进制造技术的典型代表, 敏捷制造的主导特 征包括快速性、精良性、动态性、高柔性。模块化制造系统（MPS）作为一种 新型的柔性制造和敏捷制造的概念, 是现代制造业发展的要求, MPS 研究的最 终目的是寻求适合于敏捷制造时代全新的制造企业框架。先进制造业的发展对 设备柔性组合提出了新的要求, 研究无线技术用于制造设备之间数据通信对模 块化制造系统敏捷、柔性组合有重大意义, 有利于增强企业的竞争力。 本文采用短距离无线通信芯片 XE1203 设计了一款无线通信模块专用于 MPS,主要着眼于制造设备柔性移动需求的特点，关注无线数据传输的可靠性 和实时性，目的是研究短距离无线通信技术应用于制造设备无线监控系统的可 行性。本文分硬件和软件两大部分介绍无线通信模块的设计和实现，硬件方面 重点介绍了无线数据发送和接收共用一根天线的匹配电路以及无线通信芯片同 单片机的接口电路, 同时考虑了硬件的抗干扰和可靠性设计。在设计无线通信 模块软件协议模型时, 考虑到嵌入式单片机系统运算能力较弱的特点, 设计了 一个简化的三层通信协议模型；在具体实现通信协议软件时, 结合 XE1203 无 线通信芯片的物理层特点和 CPM2AH 型可编程逻辑控制器（PLC）的 HOSTLINK 通信协议的特点, 从物理层接收和发送一位数据开始, 到数据链路 层通信帧的接收和发送, 再到应用层如何识别 HOSTLINK 特征字以及节省等待 时间的数据转发和检验码实现技术, 都给出了详细的实现。本文接下来介绍了 MPS 模块化制造实验系统上位机监控软件的设计, 同时给出了调试带有无线通 信接口的 MPS 监控系统的详细步骤。带有无线通信模块的监控系统运行良好 的结果说明了设计无线通信模块的正确性, 说明短距离无线通信技术用于模块 化制造系统是可行的。 关键词：模块化制造系统,可编程控制器,短距离无线通信, 无线监控 系统 i 上海交通大学硕士论文 The Design and Realize of A Wireless Communication Module for Modular Production System ABSTRACT Flexible Manufacturing (FM) and Agile Manufacturing (AM) are the typical technology of the advanced manufacturing technology. AM is fast, refined, dynamic, flexible，and has its own infomation, parallel, agile technology. As a new type of FM and AM, Modular production system (MPS) is the need of modern business. The aim to research MPS is to find a brand new frame for manufacturing enterprise. To assemble equipments flexibly is a new demand. Doing research on wireless communion technology for manufacturing equipments is meaningful. A wireless communication module based on short distance wireless chip XE1203 designed for MPS is introduced in this article. This article pays attention to the need of manufacturing equipment’s mobililty. The purpose is to do research on the feasibility of applying wireless communication technology on manufacturing equipments. It emphases on the interface circuit of antenna and considers on the anti-jamming and reliability. A simple three layers communication protocol model is put forward in desig