题目：面向离散制造过程的质量数据采集系统开发

离散制造过程的生产质量控制愈来愈强调对于过程质量的控制，而质量数据是生产过程质量控制的基础，所采集数据的及时性与准确性是影响生产过程质量控制有效性的关键。因此，设计并开发一套支持离散制造企业生产现场质量数据采集的系统，对提高生产现场质量数据采集的效率和准确性，进而支持生产现场质量控制决策具有现实意义。本文从分析CAN总线技术的特点和生产现场质量数据采集的需求入手，指出支持多点分布式采集、手动输入与自动采集相结合、支持条码导航是面向离散制造生产现场质量数据采集系统的设计需求。基于上述需求，提出了基于CAN总线的包含企业上层质量管理系统、中间层上位机和底层数据采集节点的分布式生产现场质量数据采集系统总体结构。在硬件系统设计方面，在提出硬件器件选型、节点结构设计以及与上位机CAN接口实现方案的基础上，给出了包括电源电路设计、复位电路设计、键盘设计、液晶显示电路设计、串口通信接口设计等在内的数据采集器设计方案和现场总线的网络设计方案，从而构建起以MCP2510为CAN控制器、ATmega128单片机为核心的基于CAN总线的数据采集节点硬件系统。在软件设计方面，设计了自制的CAN网络应用层协议，对CAN控制芯片MCP2510的初始化、报文接收与发送程序的设计进行了详细说明。设计了键盘输入、串口读取和液晶输出等交互接口程序；给出了包括CAN数据帧识别、接收CAN报文重组、数据包的校验以及数据库操作等内容的上位机数据处理流程。采用以条码为线索的数据组织定位方式，使得采集到的质量数据能够准确无误地输入到数据库中，从而实现数据采集系统与CAQ系统的集成。在软、硬件系统设计的基础上，开发完成了基于CAN总线的生产现场质量数据采集系统，并通过实验验证了系统功能的有效性。论文最后对研究工作进行了总结，对进一步的研究工作进行了展望。