本文關(guān)鍵詞：基于嵌入式技術(shù)的地下水位監(jiān)測(cè)智能終端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水資源短缺是我國(guó)面臨的重大問題,地下水的過采、超采問題日益嚴(yán)重,實(shí)現(xiàn)地下水位監(jiān)測(cè)迫在眉睫。傳統(tǒng)人工水位監(jiān)測(cè)的方式不論從技術(shù)手段上還是從監(jiān)測(cè)精度上都很難滿足大范圍高準(zhǔn)確性監(jiān)測(cè)的要求。采用嵌入式技術(shù)開發(fā)監(jiān)測(cè)設(shè)備,不僅節(jié)省了大量的人力物力,而且可以實(shí)現(xiàn)水位數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,為水文事業(yè)提供大量準(zhǔn)確而可靠的分析數(shù)據(jù)。 目前的地下水監(jiān)測(cè)存在著以下問題：野外環(huán)境取電困難,農(nóng)村電網(wǎng)穩(wěn)定性差,工作環(huán)境惡劣,傳感器發(fā)生過早損壞,普通的監(jiān)測(cè)終端數(shù)據(jù)傳輸距離短,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量小。針對(duì)上述問題本終端使用蓄電池作為供電電源,通過采用雙CPU主從模式,實(shí)現(xiàn)雙向監(jiān)控,通過設(shè)備硬復(fù)位,降低了工作過程中終端設(shè)備的死機(jī)概率；采用SD卡存儲(chǔ)數(shù)據(jù),解決大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題；通過定時(shí)器控制電路上電復(fù)位設(shè)備,解決設(shè)備死機(jī)現(xiàn)象；設(shè)計(jì)傳感器電源控制電路,保護(hù)終端設(shè)備,延長(zhǎng)傳感器壽命；設(shè)計(jì)有線和無(wú)線兩種傳輸方式,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選擇合適的數(shù)據(jù)傳輸方式。本文研究了WinCE操作系統(tǒng)的內(nèi)核定制和移植,實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)模塊的基于WinCE操作系統(tǒng)的軟件編程,采集模塊基于ATMEGA8的單片機(jī)程序。整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),分為三個(gè)模塊：控制系統(tǒng)模塊、采集模塊、通訊模塊。控制系統(tǒng)模塊主要實(shí)現(xiàn)采集模塊的控制,串口接受水位數(shù)據(jù),并控制通訊模塊實(shí)現(xiàn)GPRS無(wú)線通訊。采集模塊主要實(shí)現(xiàn)水位傳感器的數(shù)據(jù)采集并在接收到控制指令后發(fā)送給控制系統(tǒng)模塊。通訊模塊主要實(shí)現(xiàn)SIM900的硬件電路,實(shí)現(xiàn)與控制系統(tǒng)模塊的串口通訊,并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。 本文的創(chuàng)新性在于采用主從式雙CPU架構(gòu),雙CPU雙向監(jiān)控,在出現(xiàn)死機(jī)狀況時(shí)硬件復(fù)位；設(shè)計(jì)了傳感器電源控制電路,延長(zhǎng)傳感器使用壽命；可實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)和無(wú)線GPRS傳輸兩種方式。 通過對(duì)系統(tǒng)功耗,數(shù)據(jù)采集精度及穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性和傳感器電源控制電路進(jìn)行測(cè)試,穩(wěn)定性和精度均能滿足要求,無(wú)線通訊效果良好,證明系統(tǒng)方案可行。
【關(guān)鍵詞】：嵌入式技術(shù) 雙CPU 主從模式 WinCE 無(wú)線通訊
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP368.1;TH764
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 嵌入式技術(shù)的發(fā)展及其在地下水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用11-14
• 1.3 國(guó)內(nèi)外采用的無(wú)線監(jiān)測(cè)通信方式14-15
• 1.4 研究?jī)?nèi)容15-16
• 2 嵌入式技術(shù)16-22
• 2.1 嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)16-17
• 2.2 嵌入式系統(tǒng)的組成17-20
• 2.2.1 常見的嵌入式處理器18
• 2.2.2 常見的嵌入式操作系統(tǒng)18-20
• 2.3 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程和優(yōu)勢(shì)20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 地下水位監(jiān)測(cè)智能終端總體設(shè)計(jì)22-31
• 3.1 地下水位監(jiān)測(cè)智能終端的總體結(jié)構(gòu)圖22-23
• 3.2 地下水位監(jiān)測(cè)硬件方案的微處理器選擇23-26
• 3.3 地下水位監(jiān)測(cè)軟件方案26-30
• 3.3.1 WinCE操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和功能27-28
• 3.3.2 Platform Builder開發(fā)環(huán)境28-29
• 3.3.3 VS2008編程工具29
• 3.3.4 地下水位監(jiān)測(cè)軟件組成29-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 4 地下水位監(jiān)測(cè)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)31-47
• 4.1 地下水位監(jiān)測(cè)智能終端硬件實(shí)物圖32
• 4.2 控制系統(tǒng)模塊電路32-38
• 4.2.1 核心板電路模塊32-34
• 4.2.2 底板電路模塊34-38
• 4.3 采集模塊電路38-40
• 4.3.1 I/V轉(zhuǎn)換電路39
• 4.3.2 AD轉(zhuǎn)換電路39-40
• 4.3.3 串口通訊電路40
• 4.4 通訊模塊電路40-42
• 4.4.1 SIM900接口電路41
• 4.4.2 串口通訊電路41-42
• 4.4.3 SIM卡接口電路42
• 4.5 電源電路42-44
• 4.6 分時(shí)控制電路44-45
• 4.6.1 定時(shí)器控制45
• 4.6.2 傳感器電源控制電路45
• 4.7 硬件電路的抗干擾設(shè)計(jì)45-46
• 4.8 本章小結(jié)46-47
• 5 地下水位監(jiān)測(cè)終端的軟件設(shè)計(jì)47-60
• 5.1 Windows CE在地下水位監(jiān)測(cè)智能終端硬件平臺(tái)上的移植與定制47-48
• 5.2 控制系統(tǒng)模塊的軟件設(shè)計(jì)48-50
• 5.2.1 串口通訊的軟件設(shè)計(jì)49-50
• 5.2.2 文件存儲(chǔ)的軟件設(shè)計(jì)50
• 5.3 采集模塊的軟件設(shè)計(jì)50-53
• 5.4 網(wǎng)絡(luò)通信53-54
• 5.4.1 GPRS簡(jiǎn)介53-54
• 5.4.2 通訊程序設(shè)計(jì)54
• 5.5 系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試54-60
• 結(jié)論及展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 在學(xué)研究成果64-65
• 致謝65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：387783