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　　【摘要】： 通信技術(shù)的快速發(fā)展帶動了無線通訊網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。隨著嵌入式技術(shù)的成熟,無線通信網(wǎng)絡(luò)同嵌入式技術(shù)的結(jié)合體現(xiàn)出了越來越大的優(yōu)越性。在橋梁監(jiān)測領(lǐng)域中,這種結(jié)合不僅可以使數(shù)據(jù)的傳輸方式更加靈活,而且能夠大大減少使用成本,增強數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的擴充性和維護性。本課題就是在這樣一個構(gòu)想下提出并且實現(xiàn)的。 本課題基于GPRS技術(shù)提出,對橋梁健康狀況(以纜索振動受力信號為例)進行實時的,在線的監(jiān)測。該系統(tǒng)以LPC2138主控芯片作為嵌入式系統(tǒng)的處理器來構(gòu)建硬件環(huán)境,以μC/OS-II操作系統(tǒng)作為核心建立各個任務(wù),利用GPRS模塊M22A將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到有固定IP的遠程服務(wù)器上。 本文首先對GPRS技術(shù)的現(xiàn)狀和前景進行了綜述,然后對GPRS網(wǎng)絡(luò)的原理和模型以及嵌入式系統(tǒng)作了詳細的研究和分析,并且給出了橋梁數(shù)據(jù)采集的整體方案,在分析各個功能模塊功能原理的基礎(chǔ)上,完成了相應(yīng)電路的設(shè)計和整個系統(tǒng)總體電路板的制作。在軟件方面,完成了μC/OS-II操作系統(tǒng)在處理器上的移植,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了各個任務(wù)的軟件;編寫了GPRS模塊的驅(qū)動,并完成模塊的初始化;針對TCP/IP協(xié)議在遠程服務(wù)器上編寫了數(shù)據(jù)接收程序用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和處理,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)從GPRS無線網(wǎng)絡(luò)到Internet網(wǎng)絡(luò)的傳輸。 最后,對本系統(tǒng)分別進行了詳細的功能模塊測試和整體測試,并給出了測試結(jié)果。經(jīng)測試,本系統(tǒng)能夠完成遠程橋梁信號傳輸,并且適合多種場合的應(yīng)用,具有較大的應(yīng)用前景。 【關(guān)鍵詞】：無線監(jiān)測系統(tǒng) GPRS網(wǎng)絡(luò) 嵌入式系統(tǒng) μC/OS-II操作系統(tǒng)
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP274
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2010.039167
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題來源及產(chǎn)生背景9-10
• 1.2 課題研究的目的和意義10-11
• 1.3 橋梁監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀11-12
• 1.4 嵌入式系統(tǒng)概述12
• 1.5 GPRS 網(wǎng)絡(luò)概論12-13
• 1.6 課題主要研究內(nèi)容和主要工作13-15
• 第2章 GPRS 監(jiān)測系統(tǒng)的原理和組成15-22
• 2.1 GPRS 網(wǎng)絡(luò)原理15
• 2.2 GPRS 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)15-16
• 2.3 GPRS 監(jiān)測系統(tǒng)原理16-17
• 2.4 GPRS 監(jiān)測系統(tǒng)整體構(gòu)成17-18
• 2.4.1 監(jiān)控中心17
• 2.4.2 現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備17-18
• 2.4.3 數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備18
• 2.5 嵌入式GPRS 橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計18-21
• 2.5.1 系統(tǒng)總體邏輯結(jié)構(gòu)18-19
• 2.5.2 嵌入式處理器的選擇19-20
• 2.5.3 嵌入式開發(fā)板介紹20
• 2.5.4 嵌入式實時操作系統(tǒng)的選擇20-21
• 2.6 本章小結(jié)21-22
• 第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計22-39
• 3.1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計22-23
• 3.1.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計原則22
• 3.1.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計結(jié)構(gòu)圖22-23
• 3.2 設(shè)備選型23-30
• 3.2.1 主控芯片LPC213823-27
• 3.2.2 A/D 轉(zhuǎn)換芯片MAX124727-29
• 3.2.3 GPRS 無線模塊M22A29-30
• 3.3 主控器外圍輔助電路30-33
• 3.3.1 電源、復(fù)位電路設(shè)計30-31
• 3.3.2 JTAG 接口電路設(shè)計31-32
• 3.3.3 串行接口電路設(shè)計32-33
• 3.4 數(shù)據(jù)采集電路33-36
• 3.4.1 逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器的原理33-34
• 3.4.2 A/D 模塊的設(shè)計34-36
• 3.5 GPRS 模塊接口設(shè)計36
• 3.6 數(shù)據(jù)采集終端PCB 設(shè)計36-38
• 3.7 本章小結(jié)38-39
• 第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計39-50
• 4.1 系統(tǒng)軟件需求分析39
• 4.2 系統(tǒng)規(guī)劃39-42
• 4.2.1 任務(wù)劃分及優(yōu)先級分配39-40
• 4.2.2 系統(tǒng)軟件總流程40-42
• 4.3 各任務(wù)的具體實現(xiàn)42-48
• 4.3.1 GPRS 連接任務(wù)42-43
• 4.3.2 GPRS 接受命令任務(wù)43-44
• 4.3.3 數(shù)據(jù)采集任務(wù)44-46
• 4.3.4 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)46-47
• 4.3.5 GPRS 數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)47-48
• 4.4 本章小節(jié)48-50
• 第5章 數(shù)據(jù)接收與系統(tǒng)測試50-60
• 5.1 WINSOCK 編程的開發(fā)50-54
• 5.1.1 Windows Sockets 原理50-52
• 5.1.2 服務(wù)器的實現(xiàn)52-54
• 5.2 系統(tǒng)測試54-55
• 5.3 測試數(shù)據(jù)分析55-58
• 5.4 系統(tǒng)實際運行分析58-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第6章 總結(jié)與展望60-63
• 6.1 課題研究總結(jié)60-61
• 6.2 存在問題61
• 6.3 展望61-63
• 參考文獻63-66
• 致謝66-67
• 附錄67-68
• 攻讀碩士學位所發(fā)表論文68