大亞灣反應堆中微子實驗是由中國科學院北京高能物理研究所主持的大型國際合作項目。中微子實驗的物理目標是測量sin22θ13，并且要求其測量精度達到0.01以上，實驗過程中周圍環(huán)境對中微子實驗設備——探測器和電子學性能的影響是需要考慮的重要因素，為保證大亞灣實驗的靈敏度，本課題的研究內容就是對許多影響探測器性能的參數(shù)進行長期監(jiān)測和控制。 整個實驗裝置有三個觀測點，每兩個觀測點之間相距兩千米，并且所有的裝置都處于山洞下面，要求能夠采集分布裝置的數(shù)據(jù)，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的通信，能夠本地顯示與控制，也能夠實現(xiàn)網(wǎng)絡互聯(lián)。同時監(jiān)控設備分布在整個實驗裝置各處，需要裝置微型化，具備較高的可靠性，因此本文提出了一種基于ARM的可嵌入操作系統(tǒng)的（Linux）的具有開放性、微型化、強功能、網(wǎng)絡互聯(lián)、構建友好人機界面（嵌入操作系統(tǒng)）功能的監(jiān)控裝置。 本監(jiān)測網(wǎng)絡主要由現(xiàn)場采集終端、通信控制單元和終端服務器三個部分組成�，F(xiàn)場采集終端選用單片機作為前端的采集點設備；通信控制單元構建了基于ARM的采集裝置，嵌入了linux操作系統(tǒng)；終端服務器基于DIM平臺處理命令和服務兩種數(shù)據(jù)。 整個環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)流向可分為兩個部分：服務數(shù)據(jù)的更新和命令數(shù)據(jù)的響應。數(shù)據(jù)更新部分首先是由單片機驅動傳感器，從傳感器上采集到濕度、溫度、氣壓等數(shù)據(jù)，然后通過自定義的485通信協(xié)議將數(shù)據(jù)傳給通信控制單元，經(jīng)過linux操作系統(tǒng)提取有效數(shù)據(jù)包之后，再通過TCP/IP以太網(wǎng)上傳給終端服務器。命令響應部分是實時響應遠程終端服務器發(fā)來的命令，通過web服務器更改通信控制單元的配置信息。 經(jīng)測試和試運行證明，該監(jiān)測網(wǎng)絡工作穩(wěn)定、可靠，精度和速度都滿足項目要求。
【學位單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2012
【中圖分類】：TP274;TP368.1
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 研究現(xiàn)狀與方案選擇
    1.3 本課題要完成的工作
第二章 系統(tǒng)總體設計
    2.1 系統(tǒng)性能指標
    2.2 系統(tǒng)總體框架圖
    2.3 傳感器的選取
        2.3.1 溫濕度傳感器
        2.3.2 氣壓傳感器
    2.4 嵌入式系統(tǒng)
        2.4.1 嵌入式微處理器
        2.4.2 嵌入式操作系統(tǒng)
    2.5 綜合方案選擇
    2.6 本章小結
第三章 系統(tǒng)硬件設計
    3.1 現(xiàn)場采集終端
        3.1.1 電源
        3.1.2 傳感器電路設計
        3.1.3 單片機
        3.1.4 485 接口芯片
    3.2 通信控制單元
        3.2.1 電源
        3.2.2 ARM9
    3.3 本章小結
第四章 系統(tǒng)軟件設計
    4.1 單片機通信節(jié)點軟件設計
        4.1.1 流程圖
        4.1.2 函數(shù)分析
        4.1.3 驅動傳感器
        4.1.4 解析 485
    4.2 ARM端軟件設計
        4.2.1 基于ARM & LINUX開發(fā)環(huán)境的搭建
        4.2.2 linux系統(tǒng)移植
        4.2.3 驅動 485 接口芯片
        4.2.4 應用程序
    4.3 本章小結
第五章 調試步驟及數(shù)據(jù)分析
    5.1 調試步驟
        5.1.1 調試前期準備工作
        5.1.2 配置采集設備端IP、DNS、客戶端IP
        5.1.3 配置PC機端的DIM通信
        5.1.4 測試結果
    5.2 實驗數(shù)據(jù)分析
    5.3 不足與改進
    5.4 本章小結
總結
參考文獻
附錄一 單片機部分代碼
附錄二 驅動修改代碼
附錄三 讀取數(shù)據(jù)部分程序
附錄四 設備配置程序
附錄五 部分電路圖、PCB圖及實物圖
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件

【參考文獻】

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本文編號：2869113