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　　【摘要】： 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和橋梁的增加,橋梁監(jiān)測(cè)越來(lái)越受到政府和工程界重視。橋梁建成以后,由于受氣候、環(huán)境因素的影響,結(jié)構(gòu)材料會(huì)被腐蝕和逐漸老化,長(zhǎng)期的靜、動(dòng)力荷載作用,使其強(qiáng)度和剛度隨著時(shí)間的增加而降低。這不僅會(huì)影響行車(chē)安全,更會(huì)使橋梁的使用壽命縮短。對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀況進(jìn)行檢測(cè)與監(jiān)測(cè),并在此基礎(chǔ)上對(duì)其安全性能進(jìn)行評(píng)估是橋梁運(yùn)營(yíng)日常管理的重要內(nèi)容。 本文對(duì)橋梁坍塌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了可行性分析,制定了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方案,確定現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?并提出主控制室的架構(gòu)組成,從而給出了橋梁坍塌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。 主要研究了橋梁坍塌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng),確立使用具有強(qiáng)大的擴(kuò)展功能的飛思卡爾公司的MCF5272嵌入式芯片作為核心處理單元。詳細(xì)分析了硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,硬件組成包括:(1)MCF5272主控系統(tǒng)的總體架構(gòu):復(fù)位電路、SDRAM、Flash與BDM接口等。(2)100M以太網(wǎng)接口和GPRS通信模塊。(3)串口擴(kuò)展電路。 最后,結(jié)合實(shí)際情況選擇了μClinux操作系統(tǒng)作為現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的重要組成部分,在介紹Bootloader的編譯和開(kāi)發(fā)原理的基礎(chǔ)上,著重論述操作系統(tǒng)μClinux的裁減、編譯、移植和調(diào)試等的實(shí)現(xiàn)。 綜上所述,論文完成了橋梁坍塌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì),運(yùn)用嵌入式技術(shù)搭建現(xiàn)場(chǎng)處理控制系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的處理與傳輸。 【關(guān)鍵詞】：橋梁坍塌監(jiān)測(cè) 嵌入式系統(tǒng) MCF5272 μClinux
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：U446.2
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2009.066664
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 本領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀10-11
• 1.3 橋梁坍塌監(jiān)測(cè)的意義11
• 1.4 橋梁坍塌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成11-14
• 1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 第二章 嵌入式系統(tǒng)15-23
• 2.1 嵌入式系統(tǒng)15-16
• 2.2 嵌入式處理器16-19
• 2.3 嵌入式操作系統(tǒng)與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)19-22
• 2.4 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 第三章 橋梁坍塌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)23-34
• 3.1 橋梁坍塌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需求分析及可行性研究23-25
• 3.1.1 需求分析23-24
• 3.1.2 技術(shù)可行性研究24-25
• 3.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的方案制定25-27
• 3.2.1 多傳感器測(cè)量的要求25
• 3.2.2 數(shù)據(jù)采集對(duì)象的確定25-26
• 3.2.3 傳感器分布26-27
• 3.2.4 采集數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的連接27
• 3.3 現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的方案制定27-31
• 3.4 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸方式的制定31
• 3.5 主控制室系統(tǒng)確定31-32
• 3.6 橋梁坍塌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體方案32-33
• 3.7 本章總結(jié)33-34
• 第四章 現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)34-49
• 4.1 基于MCF5272 的嵌入式硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)34-35
• 4.1.1 整體設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)描述34
• 4.1.2 主要組成部分介紹34-35
• 4.2 整體設(shè)計(jì)方案的實(shí)現(xiàn)35-41
• 4.2.1 MCF5272 設(shè)計(jì)35
• 4.2.2 復(fù)位電路35-36
• 4.2.3 Flash 擴(kuò)展36-38
• 4.2.4 SDRAM 擴(kuò)展38-39
• 4.2.5 電源的設(shè)計(jì)以及在電路穩(wěn)定性和抗干擾方面的考慮39-40
• 4.2.6 BDM 調(diào)試接口電路40-41
• 4.3 遠(yuǎn)程通信41-44
• 4.3.1 以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)41-43
• 4.3.2 GPRS 通信模塊43-44
• 4.4 串口擴(kuò)展電路44-48
• 4.4.1 串口擴(kuò)展芯片45-46
• 4.4.2 RS232 收發(fā)器46-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第五章 嵌入式uClinux 操作系統(tǒng)移植49-59
• 5.1 uClinux 嵌入式操作系統(tǒng)49-52
• 5.1.1 選擇μClinux 的原因49-50
• 5.1.2 μClinux 針對(duì)NOMMU 的特殊處理50-51
• 5.1.3 μClinux 的多進(jìn)程處理51-52
• 5.2 嵌入式Linux 開(kāi)發(fā)工具52-53
• 5.2.1 Shell 腳本52
• 5.2.2 gCC 編譯器52-53
• 5.2.3 Make 項(xiàng)目管理工具53
• 5.3 Bootloader 的編譯和開(kāi)發(fā)53-55
• 5.3.1 Bootloader 工作原理53-54
• 5.3.2 Bootloader 定制、編譯與燒寫(xiě)54-55
• 5.4 uClinux 的移植55-57
• 5.4.1 μClinux 源碼的獲得55-56
• 5.4.2 μClinux 開(kāi)發(fā)工具的獲得與安裝56
• 5.4.3 μClinux 內(nèi)核的配置與編譯56-57
• 5.5 嵌入式軟件開(kāi)發(fā)57-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 工作總結(jié)與展望59-60
• 全文工作總結(jié)59
• 展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63-64
• 致謝64