| 【中文题名】 | 线路供电水情遥感测终端的设计 |
| 【英文题名】 | Design of Line-Powered Hydrology Telemetric Terminal |
| 【学科专业】 | 通信与信息系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-7-17 |
| 【中关键词】 | 遥测终端,线路供电,固态存储,ATmega169,CMX868, |
| 【英关键词】 | Telemetric terminal,Line-powered,Store in solid-state,ATmega169,CMX868, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>遥感技术>遥感技术的应用>> |
| 【论文摘要】 | 水情遥测系统是应用遥测、通信、计算机技术,进行江河流域降雨量、水位等数据的实时采集、报送和处理的信息系统。遥测终端(RTU)主要完成对水情数据的自动采集、存储,将数据传送给中心站的系统主机,主机接收各遥测站数据并进行分析后作出正确决策,从而为水利部门提供及时准确的水情信息,提高水利部门管理水平。
本课题设计了一种基于线路供电的水情遥测终端,利用电话线直接供电调制解调器,并且通过供电接口将节余的电能供给下位机,实时采集雨量、水位等水文数据,并对采集到的数据进行固态存储和传送,实现雨水情数据的全年自动化记录。
文中首先分析了水情遥测系统国内外的研究现状,简要介绍了其组网方式、工作体制、主要功能及技术指标,然后提出了线路供电的水情遥测终端的设计思想。设计主要分为两部分展开,硬件设计部分,主要包括了微处理器ATmega169和调制解调器CMX868的选取、数据存储器的扩展、人机接口、数据通信模块、电源供电和数据采集等硬件模块的设计,软件设计部分就硬件的各主要功能模块设计了相应的工作流程和程序,最后就功耗、存储特性和可靠性对整个遥测系统进行了相关的性能分析,并进行了工作总结和展望。 |
| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
10-13 |
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1.1 课题的背景及意义 |
10 |
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1.2 国内外研究现状 |
10-11 |
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1.3 课题研究主要内容 |
11-13 |
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1.3.1 前期工作——遥测终端的嵌入式实现方案 |
11-12 |
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1.3.2 课题的主要研究工作 |
12-13 |
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第二章 水情遥测终端简介 |
13-19 |
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2.1 水情遥测系统 |
13 |
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2.2 通信组网方式 |
13-16 |
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2.2.1 有线组网方式 |
14-15 |
|
2.2.2 无线组网方式 |
15-16 |
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2.3 工作体制 |
16-17 |
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2.4 水情遥测终端的主要功能和技术指标 |
17 |
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2.5 本章小结 |
17-19 |
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第三章 遥测终端的总体设计 |
19-29 |
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3.1 系统硬件构成 |
19-20 |
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3.2 嵌入式硬件平台 |
20-26 |
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3.2.1 嵌入式微处理器—ATmega169 |
20-21 |
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3.2.2 调制解调器CMX868 |
21-22 |
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3.2.3 人机接口模块 |
22-23 |
|
3.2.4 数据存储 |
23-24 |
|
3.2.5 数据采集 |
24-26 |
|
3.3 多种供电模式 |
26 |
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3.3.1 直流电源 |
26 |
|
3.3.2 电话线供电 |
26 |
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3.4 来电显示 |
26-28 |
|
3.4.1 来电显示的功能介绍 |
27 |
|
3.4.2 来电显示的时序以及数据格式 |
27-28 |
|
3.4.3 来电显示的设计方式 |
28 |
|
3.5 本章小结 |
28-29 |
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第四章 遥测终端硬件设计及实现 |
29-49 |
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4.1 设计目标 |
29 |
|
4.2 主板硬件总体: 设计方案 |
29-30 |
|
4.3 数据存储器扩展模块 |
30-33 |
|
4.3.1 ATmega169的存储器 |
30-31 |
|
4.3.2 数据存储器的扩展 |
31-33 |
|
4.4 时钟、键盘及显示模块 |
33-36 |
|
4.4.1 时钟 |
33-35 |
|
4.4.2 键盘 |
35 |
|
4.4.3 显示部分 |
35-36 |
|
4.5 数据通信模块 |
36-40 |
|
4.5.1 CMX868与单片机的接口电路 |
37 |
|
4.5.2 CMX868与电话线的接口电路 |
37-38 |
|
4.5.3 振铃检测电路 |
38-40 |
|
4.6 电源供电模块 |
40-45 |
|
4.6.1 线路供电的设计原理 |
40-41 |
|
4.6.2 线路供电的可行性分析 |
41-43 |
|
4.6.3 线路供电在硬件上的设计实现 |
43-45 |
|
4.7 数据采集模块 |
45-46 |
|
4.8 其他外围电路模块 |
46-48 |
|
4.8.1 WATCH DOG |
46-47 |
|
4.8.2 电池电压检测电路 |
47-48 |
|
4.9 本章小结 |
48-49 |
|
第五章 遥测终端软件设计 |
49-62 |
|
5.1 系统软件总体概述 |
49-50 |
|
5.1.1 遥测终端主要功能 |
49 |
|
5.1.2 编程语言和集成开发环境 |
49-50 |
|
5.2 软件主程序设计 |
50-54 |
|
5.2.1 总体结构 |
50-51 |
|
5.2.2 主控过程 |
51 |
|
5.2.3 硬中断和软中断 |
51-54 |
|
5.3 中断服务程序设计 |
54-60 |
|
5.3.1 硬中断例程 |
54-57 |
|
5.3.2 软中断例程 |
57-59 |
|
5.3.3 系统自检例程、初始化例程和辅助例程 |
59-60 |
|
5.3.4 硬件驱动例程 |
60 |
|
5.4 本章小结 |
60-62 |
|
第六章 终端系统的性能分析 |
62-69 |
|
6.1 终端低功耗性能的实现 |
62-65 |
|
6.1.1 选用低功耗的芯片和器件 |
62-64 |
|
6.1.2 选用低功耗的工作方式 |
64 |
|
6.1.3 选用低电压供电 |
64 |
|
6.1.4 选用高速低频工作方式 |
64-65 |
|
6.1.5 在软件设计上采取相应措施 |
65 |
|
6.2 终端容量存储特性分析 |
65-66 |
|
6.2.1 存储器的擦写次数 |
65-66 |
|
6.2.2 存储器的使用年限 |
66 |
|
6.3 终端运行的可靠性分析 |
66-67 |
|
6.3.1 选用高可靠性元器件 |
66-67 |
|
6.3.2 高层次的可靠性措施 |
67 |
|
6.4 抗干扰技术 |
67-68 |
|
6.4.1 硬件抗干扰的措施 |
67-68 |
|
6.4.2 软件抗干扰的措施 |
68 |
|
6.5 本章小结 |
68-69 |
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第七章 总结与展望 |
69-71 |
|
7.1 工作总结 |
69 |
|
7.2 工作展望 |
69-71 |
|
参考文献 |
71-74 |
|
致谢 |
74-75 |
|
附录 |
75-81 |
|
附录A 水情遥测终端硬件原理图 |
75-80 |
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附录B 水情遥测终端硬件印制板图 |
80-81 |
|
附录C 液晶LCD模块图纸 |
81 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.389365 |
