本文關鍵詞：物聯(lián)網通用采集和執(zhí)行單元設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著物聯(lián)網的發(fā)展,應用方面已延伸到多行業(yè)、多領域。由于傳感器種類、應用環(huán)境的多樣性,使得感知網絡中數(shù)據(jù)采集方式較多,增加了開發(fā)難度及重復開發(fā)所帶來的資源浪費,因此,本論文開發(fā)了一種基于物聯(lián)網的通用采集和執(zhí)行單元,綜合常用傳感器信號輸出類型,完成對不同信號輸入接口采集信息的自動識別與處理,對縮短物聯(lián)網行業(yè)建設周期及共享資源具有一定的現(xiàn)實意義。系統(tǒng)主要分為主控模塊、信號采集模塊、控制執(zhí)行模塊、互聯(lián)網接入模塊和電源供電模塊五部分。主控模塊以Cortex-M3架構的低功耗ARM芯片為核心,外接有時鐘電路、復位電路、JTAG調試接口、BOOT啟動電路等；信號采集模塊分為模擬信號、數(shù)字信號和開關信號三部分,其中模擬信號模塊分為電壓和電流信號采集電路,分別對0～5V模擬電壓信號以及4～20mA模擬電流信號進行采集,數(shù)字信號模塊分為單總線、脈沖、CAN、RS232、RS485、ⅡC、SPI及Zigbee等數(shù)字信號接口,分別讀取對應數(shù)字信號類型輸出的傳感器或者傳感單元的數(shù)據(jù),開關信號模塊可讀取邏輯高電平及邏輯低電平的開關信號；控制執(zhí)行模塊分為DAC模擬信號輸出、PWM數(shù)字信號輸出和繼電器開關信號輸出三部分,分別輸出動作執(zhí)行的模擬電壓信號、PWM信號和開關信號；互聯(lián)網接入模塊分為以太網有線接入和GPRS無線接入模塊,實現(xiàn)系統(tǒng)接入互聯(lián)網的功能；電源供電模塊分為直流電源供電和鋰電池組供電兩種方式。系統(tǒng)通過從服務器獲取的配置信息完成采集端口的初始化,采用輪詢方法定時掃描相應端口,自動采集端口數(shù)據(jù),根據(jù)配置信息中輸出端口的相應觸發(fā)條件對采集數(shù)據(jù)進行處理輸出控制信號,并將相應接口采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿锫?lián)網服務器。通過在智能農業(yè)和工業(yè)礦井場景下的系統(tǒng)測試,達到了預期效果,實現(xiàn)了不同信號輸入接口采集信息的自動識別與處理功能,達到了縮短物聯(lián)網行業(yè)建設周期的目的。該系統(tǒng)在物聯(lián)網中起到了承上啟下的作用,可以完成多行業(yè)、多領域不同信號類型的數(shù)據(jù)采集、處理及上傳功能,同時接收服務器的控制信息,完成物聯(lián)網控制執(zhí)行單元功能。測試結果表明,系統(tǒng)具有通用性、靈活性和可操作性,避免重復開發(fā),為快速搭建行業(yè)檢測、監(jiān)測、控制的物聯(lián)網系統(tǒng)提供一定的技術支撐。
【關鍵詞】：物聯(lián)網 通用采集 透明傳輸 TCP/IP協(xié)議棧 GPRS
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.44;TN929.5
【目錄】：

• 摘要6-7
• 英文摘要7-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 國外相關研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 國內相關研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文研究目標與研究內容13-14
• 1.3.1 研究目標13
• 1.3.2 研究內容13-14
• 1.4 論文的組織及章節(jié)安排14-15
• 第2章 系統(tǒng)設計思想15-20
• 2.1 設計思想15-16
• 2.2 系統(tǒng)可行性研究16-17
• 2.2.1 技術可行性16-17
• 2.2.2 管理可行性17
• 2.2.3 經濟可行性17
• 2.2.4 可行性總結17
• 2.3 系統(tǒng)需求分析17-19
• 2.3.1 功能需求分析18
• 2.3.2 性能需求分析18-19
• 2.4 本章小結19-20
• 第3章 系統(tǒng)總體設計20-26
• 3.1 總體方案設計20-21
• 3.2 軟硬件結構設計21-22
• 3.2.1 硬件結構設計21-22
• 3.2.2 軟件結構設計22
• 3.3 系統(tǒng)設計流程22-23
• 3.4 系統(tǒng)關鍵技術23-25
• 3.4.1 輸入信號自動采集技術23
• 3.4.2 透明傳輸技術23-24
• 3.4.3 互聯(lián)網接入技術24-25
• 3.5 本章小結25-26
• 第4章 系統(tǒng)詳細設計26-62
• 4.1 硬件詳細設計26-45
• 4.1.1 硬件子模塊設計26-27
• 4.1.2 元器件選型27-30
• 4.1.3 硬件接口定義30-35
• 4.1.4 硬件電路設計35-45
• 4.2 軟件詳細設計45-61
• 4.2.1 軟件平臺選型45
• 4.2.2 各模塊驅動程序45-55
• 4.2.3 移植TCP/IP協(xié)議棧55-57
• 4.2.4 定義統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式57-59
• 4.2.5 主程序設計59-61
• 4.3 本章小結61-62
• 第5章 系統(tǒng)調試62-69
• 5.1 軟硬件模塊測試62-67
• 5.1.1 電源模塊測試62-63
• 5.1.2 主控模塊測試63-64
• 5.1.3 信號采集模塊測試64-66
• 5.1.4 控制執(zhí)行模塊測試66
• 5.1.5 互聯(lián)網接入模塊測試66-67
• 5.2 系統(tǒng)聯(lián)合調試67-68
• 5.3 本章小結68-69
• 結論與展望69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及研究成果75

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：物聯(lián)網通用采集和執(zhí)行單元設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：421419