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类号TN876密级公开重庆邮电大学硕士学位论文论文题目应用于S7-200PLC的无线遥控设备的设计与实现英文题目DesignandimplementationofwirelessremotecontroldeviceappliedtoS7-200PLC硕士研究生指导教师学科专业检测技术与自动化装置论文提交日期2014年月论文答辩日期2014年月论文评阅人答辩委员会主席2014年月日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究及开发工作所取得的成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重庆邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重庆邮电大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆邮电大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月重庆邮电大学硕士论文摘要I摘要无线遥控设备已广泛应用于工程控制领域，在实际的工业生产中，为操作人员提供了便利。目前多数无线遥控设备在实际工业环境应用中还有较多问题需要解决，如无线数据传输不进行加密处理，信息传输安全度低；在低温以及强电磁干扰环境中，遥控设备性能急剧下降。针对S7-200PLC控制系统在特殊的应用场合（强电磁干扰和低温工作环境）以及减少有线控制方式给现场施工带来的不方便性，本文设计了一款应用于S7-200PLC控制系统的无线遥控设备（包括无线遥控手持设备及控制终端设备），该无线遥控设备以无线方式实现对S7-200PLC控制系统进行相应控制和查询S7-200PLC控制系统的多个实时状态。本文主要完成了以下工作。文章首先介绍了课题背景及研究意义，结合S7-200PLC控制系统的功能及性能需求，分析了适合该系统的无线遥控设备需要解决的关键技术，并提出了具体的硬件和软件设计方案。然后根据设计方案对无线遥控设备的硬件电路设计和软件编程进行了研究和开发工作。无线遥控手持设备主要负责发送控制命令和状态查询命令，并显示当前控制系统运行状态。无线遥控手持设备采用780MHz无线通信方式与控制终端进行通信；控制终端完成数据转发功能，通过RS-485总线或并口通信方式与S7-200PLC控制系统进行信息交互，实现对S7-200PLC控制系统的遥控控制。无线遥控手持设备与控制终端通信数据载荷采用基于SM4加密算法进行安全处理，并设计了无线数据传输通信协议，实现了数据的安全传输。此外，无线遥控设备采用了低温技术，并对控制终端进行了电磁兼容设计，提高了设备在低温和强电磁干扰环境下的适应能力。最后，通过搭建测试平台，对无线遥控设备的基本功能、通信性能、低温性能、EMC性能以及无线遥控设备与整个控制系统协调通信性能方面做了详细测试。测试结果表明，本文设计的无线遥控设备实时性好、可靠性高、环境适应能力强，能够满足实际工程应用需求。关键字：无线遥控设备，780MHz无线，SM4加密，低温，电磁兼容重庆邮电大学硕士论文AbstractIIAbstractThewirelessremotecontroldeviceshavebeenwidelyusedinthefieldofengineeringcontrol,whichprovidesconvenienceforoperatorsintheactualindustrialproduction.Atpresent,manyproblemswhichexistinthemajorityofindustrialwirelessremotecontroldeviceneedtobesolvedinpracticalindustrialapplicationenvironment.Forexample,thelowsecurityoftheinformationtransmissioniscausedbynoencryptioninthewirelessdatatransmissionandthedramaticallydescendedperformanceoftheremotecontroldevicesiscausedbythelowtemperatureenvironmentandthestrongelectromagneticinterferenceenvironment.FortheS7-200PLCcontrolsystem’sapplicationinthespecificenvironmentsuchasinthestrongelectromagneticinterference,thelowtemperatureworkingenvironment,andinordertoreducetheinconvenienceoftheconstructioncausedbythewiredcontrol,awirelessremotecontroldeviceincludingwirelesshandhelddeviceandcontrolterminalapplyingtoS7-200PLCcontrolsystemhasbeendesigned.Thedevicecontrolsandqueriesthereal-timestatementsofS7-200PLCcontrolsysteminawirelessmanner.Thispaperhascompletedthefollowingwork.Firstly,thebackgroundandsignificanceofthesubjecthavebeenintroducedinthispaper,thekeytechnologiesofwirelessremotecontroldeviceforthesystemwhichneedtobesolvedhavebeenanalyzedcombiningwiththefeaturesandperformancerequirementsofS7-200PLCcontrolsystemandthespecificdesignschemeofhardwareandsoftwarehavebeenputforward.Afterward,theresearchanddevelopmentworkofthehardwarecircuitandsoftwareprogramminghasbeenperformedaccordingtothedesignproposalofthewirelessremotecontroldevice.Thewirelesshandhelddevicecommunicateswiththecontrolterminalthrough780MHzanditismainlyresponsibleforsendingcontrolcommandsandstatequerycommandsanddisplaysthecurrentstateofthiscontrolsystem.ThecontrolterminalcompletesthedataforwardingandcontrolstheS7-200PLCcontrolsystemthroughexchanginginformationwiththeS7-200PLCcontrolsystembytheRS-485busorparallelcommunication.TheSM4encryptionalgorithmhasbeenusedincommunicationbetweenthewirelesshandhelddeviceandcontrolterminal.Thewirelessdatatransmissionprotocolhasbeendesignedforthesecurityofdatatransmission.Inaddition,thelowtemperaturetechnologyisusedinthewirelessremotecontroldevice重庆邮电大学硕士论文AbstractIIIandtheelectromagneticcompatibilitydesignhasbeenusedinthecontrolterminal.Sotheadaptabilityoftheequipmenthasbeenimprovedinlowtemperatureandstrongelectromagneticinterferenceenvironment.Atlast,thebasicfunction,communicationperformance,lowtemperatureperformance,EMCperformanceofthewirelessremotecontroldeviceandcoordinatedcommunicationperformancebetweenthewirelessremotecontroldeviceandthecontrolsystemhavebeentestedbysettingupatestplatform.Thetestresultsshowthatthewirelessremotecontroldevicehasgoodreal-timeperformance,highreliabilityandstrongadaptabilityoftheenvironmentwhichcanmeettheneedsofpracticalapplication.Keywords:Wirelessremotecontroldevice;780MHzWireless；SM4encryption；Lowtemperature；Electromagneticcompatibility重庆邮电大学硕士论文目录IV目录摘要....................................................................................................................................IAbstract.............................................................................................................................II目录...............................................................................................................................IV第一章序言....................................................................................................................11.1选题背景及意义...................................................................................................11.2无线遥控器研究现状.......................................