本文關鍵詞：應用于物聯(lián)網(wǎng)的超低功耗終端機的設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著電子技術的發(fā)展,超低功耗的終端機在物聯(lián)網(wǎng)中的應用越來越廣泛。超低功耗的終端機可以自帶電池供電,整體設備體積小,安裝方便,維護簡單,整體成本低。在物聯(lián)網(wǎng)的應用中,對于使用電池供電的超低功耗數(shù)據(jù)采集終端的需求也越來越多。本文完成的主要工作包括：(1)在綜合考慮設備性能、設備成本、開發(fā)周期、開發(fā)難度的基礎上確定了使用STM32系列ARM處理器作為系統(tǒng)主芯片,GPRS (General Packet Radio Service)通訊模組選用在工業(yè)領域有著廣泛應用的SIM900A。(2) 嵌入式操作系統(tǒng)選用uC/OS-Ⅱ,基于uC/OS-Ⅱ的基礎之上,完成系統(tǒng)程序的開發(fā)。為了實現(xiàn)系統(tǒng)的超低功耗,uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的底層和用戶鉤子函數(shù)做了改寫和優(yōu)化。(3) 軟硬件開發(fā)平臺采用開源軟件,軟件使用Eclipse平臺搭建開發(fā)環(huán)境,與集成化商業(yè)軟件不同,使用開源軟件需要做更多的配置和設置工作。硬件的開發(fā)采用kicad電路設計軟件完成。(4) 針對系統(tǒng)超低功耗的要求,在保證系統(tǒng)功能的前提下,從硬件設計和軟件設計兩個方面都進行針對性設計,并在硬件和軟件相互影響和配合上做了優(yōu)化。本文設計和實現(xiàn)的設備目前已經(jīng)產(chǎn)品化,并已經(jīng)在水利、環(huán)保及農(nóng)業(yè)田間管理的多個項目中投入實際使用。在物聯(lián)網(wǎng)中作為數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)慕K端,完成現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集,并通過GPRS無線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心。因為做了超低功耗設計,在僅使用設備自帶電池的典型應用情況下,可以使用兩年時間。并且因為不需要外部供電設備,產(chǎn)品的體積小巧,非常方便安裝和使用。產(chǎn)品投放市場以來,運行情況良好,達到了設計目標。
【關鍵詞】：物聯(lián)網(wǎng) uC/OS-Ⅱ 低功耗 數(shù)據(jù)采集終端 無線通訊
【學位授予單位】：中國科學院大學(工程管理與信息技術學院)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.44;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 本課題的研究進展10-13
• 1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 數(shù)據(jù)采集終端機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 第二章 系統(tǒng)整體方案15-23
• 2.1 系統(tǒng)整體方案15-16
• 2.2 終端機的系統(tǒng)組成16-18
• 2.3 終端機的嵌入式軟件結構18-21
• 2.3.1 開發(fā)平臺的選擇18
• 2.3.2 嵌入式操作系統(tǒng)的選擇18-19
• 2.3.3 軟件功能模塊的劃分19-21
• 2.4 本章小結21-23
• 第三章 遙測終端機的硬件設計23-37
• 3.1 處理器核心模塊的設計23-30
• 3.1.1 處理器核心模塊設計方案和器件選型23-26
• 3.1.2 處理器核心電路的設計26-30
• 3.2 外圍接口模塊設計30-36
• 3.2.1 電源模塊30-32
• 3.2.2 串行接口模塊32-34
• 3.2.3 模擬量模塊設計34-35
• 3.2.4 GPRS模塊電路35-36
• 3.3 本章小結36-37
• 第四章 終端機的軟件設計37-57
• 4.1 開發(fā)平臺的選擇和搭建37-40
• 4.2 嵌入式操作系統(tǒng)任務劃分40-43
• 4.3 驅(qū)動程序的設計43-45
• 4.3.1 模擬采樣的驅(qū)動程序設計43
• 4.3.2 串行通訊驅(qū)動程序設計43-45
• 4.3.3 數(shù)字量接口的驅(qū)動程序設計45
• 4.4 任務模塊的設計45-53
• 4.4.1 系統(tǒng)管理任務的設計45-47
• 4.4.2 數(shù)據(jù)采集任務的設計47-50
• 4.4.3 據(jù)處理任務的設計50-52
• 4.4.4 通訊任務的設計52-53
• 4.5 軟件的低功耗設計53-56
• 4.6 本章小結56-57
• 第五章 終端機的實驗測試57-67
• 5.1 實驗平臺的搭建57-59
• 5.2 系統(tǒng)測試59-66
• 5.2.1 功能性測試59-62
• 5.2.2 指標符合度測試62-64
• 5.2.3 低功耗測試64-66
• 5.3 本章小結66-67
• 第六章 結論與展望67-69
• 6.1 論文工作總結67
• 6.2 未來工作展望67-69
• 參考文獻69-71
• 致謝71-73
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的論文與研究成果73

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 秦茜;;物聯(lián)網(wǎng)驟成產(chǎn)業(yè)巨浪 各方大肆追捧恐為時尚早[J];IT時代周刊;2009年Z2期

2 石菲;;物聯(lián)網(wǎng)還有多遠[J];中國計算機用戶;2009年Z2期

3 馬繼華;韓文哲;;物聯(lián)網(wǎng)的未來會變成“空中樓閣”嗎?[J];信息網(wǎng)絡;2009年10期

4 ;物聯(lián)網(wǎng)系列報道之一 理性物聯(lián)網(wǎng)[J];通信世界;2009年40期

5 李鵬;;物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展 標準與應用先行[J];通信世界;2009年40期

6 李鵬;趙經(jīng)緯;;北郵謝東亮 物聯(lián)網(wǎng)需兩顆紅心一種準備[J];通信世界;2009年40期

7 周雙陽;;尋找物聯(lián)網(wǎng)的制高點[J];通信世界;2009年41期

8 張鵬;;物聯(lián)網(wǎng),十年涅i，

本文編號：475547