| 【中文题名】 | 基于μC/OS-Ⅱ的灌区水情远程测报系统研究 |
| 【英文题名】 | Study of Water Long-Distance Monitoring and Forecasting System in Irrigation District Based on μC/OS-Ⅱ |
| 【学科专业】 | 通信与信息系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2004-5-12 |
| 【中关键词】 | 远程数据采集,嵌入式系统,实时操作系统,μCOS-Ⅱ,S3C44B0X, |
| 【英关键词】 | Long-Distance Data Collecting,Eembedded System,Real-Time Operating System （RTOS）,μC/OS-Ⅱ,S3C44B0X, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>远动技术>远动化系统>远距离测量、远距离测量系统> |
| 【论文摘要】 |
本课题是根据水利部水利科技重点项目“灌区微机网络测量与控制系统研究”，并以河北省逐鹿县的实际为背景进行设计开发的。作者把嵌入式实时操作系统μC／OS-Ⅱ应用于灌区水情远程测报系统的研究中。
本系统以公用电话网作为通信信道，实现水情数据的远距离传输、存储和处理。测控点的嵌入式数据采集系统采用全新的设计理念，它利用实时操作系统μC／OS-Ⅱ进行任务之间的切换和通信，保证了系统的实时性、可靠性和稳定性。测点通过嵌入式微处理器S3C44BOX控制传感器采集水位数据，处理后保存并显示；同时等待与控制中心的PC机建立连接，并根据接收的命令将相应的数据按照预先约定的通信协议，通过MODEM经公用电话网传送到控制中心。PC机信息管理系统则将接收到的数据按时间先后顺序存放在相应的数据库中，供日后用户查询和分析，从而实现了灌区用水量的实时测报和科学管理。
本文首先对系统的需求进行分析，确定系统功能目标和性能要求，并提出总体设计框架，划分功能模块。然后据此详细阐述基于μC／OS-Ⅱ的嵌入式数据采集系统的硬件设计和软件编程，研制PC机信息管理系统软件，并提出提高系统可靠性的一些方法。最后介绍系统调... |
| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
8-14 |
|
1.1 灌区水情测报的意义 |
8-9 |
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1.2 国内外研究现状 |
9 |
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1.3 本课题来源与主要内容 |
9-14 |
|
1.3.1 课题来源 |
9-10 |
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1.3.2 系统方案论证 |
10-13 |
|
1.3.3 本课题的主要内容 |
13-14 |
|
第二章 系统总体结构设计与分析 |
14-26 |
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2.1 灌区水情远程测报系统概述 |
14-16 |
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2.1.1 系统的总体结构框图 |
14-15 |
|
2.1.2 主要功能要求 |
15 |
|
2.1.3 性能要求 |
15-16 |
|
2.2 流量测量 |
16-19 |
|
2.2.1 流量测量的基本原理 |
16-17 |
|
2.2.2 本系统的流量测量 |
17-19 |
|
2.3 远程数据采集方案的选择 |
19-20 |
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2.3.1 远程数据采集方式 |
19 |
|
2.3.2 本系统的远程数据采集 |
19-20 |
|
2.4 数据通信系统相关内容的设计 |
20-25 |
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2.4.1 数据通信的基本概念 |
20 |
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2.4.2 异步串行通信技术 |
20-23 |
|
2.4.3 简单通信协议设计 |
23-25 |
|
2.5 本章小结 |
25-26 |
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第三章 嵌入式数据采集系统的硬件设计 |
26-38 |
|
3.1 嵌入式系统的硬件结构 |
26-27 |
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3.2 嵌入式系统功能的具体实现 |
27-36 |
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3.2.1 嵌入式ARM微处理器--S3C44B0X |
27 |
|
3.2.2 数据采集与处理 |
27-30 |
|
3.2.3 人机交互接口--键盘与显示 |
30-34 |
|
3.2.4 ARM与MODEM的串行通信 |
34-35 |
|
3.2.5 电源电路的实现 |
35-36 |
|
3.3 硬件抗干扰设计 |
36-37 |
|
3.4 本章小结 |
37-38 |
|
第四章 基于μC／OS-Ⅱ的嵌入式应用程序设计 |
38-52 |
|
4.1 嵌入式实时操作系统μC／OS-Ⅱ及其移植 |
38-40 |
|
4.1.1 嵌入式实时操作系统μC／OS-Ⅱ |
38 |
|
4.1.2 μC／OS-Ⅱ在ARM微处理器上的移植 |
38-40 |
|
4.2 应用程序任务的划分 |
40-42 |
|
4.3 用户应用程序的建立与调试 |
42-48 |
|
4.3.1 应用程序的结构 |
42-45 |
|
4.3.2 ARM SDT 2.5开发环境 |
45-47 |
|
4.3.3 应用程序的调试过程 |
47-48 |
|
4.4 系统任务管理及任务间通信的实现 |
48-50 |
|
4.4.1 系统任务的管理 |
48-49 |
|
4.4.2 任务间通信的实现 |
49-50 |
|
4.5 嵌入式应用程序可靠性分析 |
50-51 |
|
4.6 本章小结 |
51-52 |
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第五章 控制中心管理软件的设计 |
52-64 |
|
5.1 信息管理软件的总体结构设计 |
52-53 |
|
5.2 通信模块设计 |
53-56 |
|
5.2.1 通信相关问题的处理 |
53-54 |
|
5.2.2 通信程序设计 |
54-56 |
|
5.3 数据管理模块设计 |
56-59 |
|
5.3.1 数据库的建立 |
57 |
|
5.3.2 数据管理模块与通信模块数据的交互 |
57-58 |
|
5.3.3 数据查询功能的实现 |
58-59 |
|
5.4 软件系统的可靠性分析 |
59-61 |
|
5.4.1 错误处理 |
59-60 |
|
5.4.2 数据的可靠性 |
60-61 |
|
5.5 部分程序运行结果 |
61-63 |
|
5.6 本章小结 |
63-64 |
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第六章 系统调试与下一步设想 |
64-70 |
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6.1 系统调试中出现的问题及解决办法 |
64-65 |
|
6.2 系统改进与下一步设想 |
65-69 |
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6.2.1 系统的改进意见 |
65-67 |
|
6.2.2 嵌入式Web服务器的实现 |
67-69 |
|
6.3 本章小结 |
69-70 |
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结束语 |
70-71 |
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参考文献 |
71-74 |
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致谢 |
74-75 |
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附录A 嵌入式数据采集系统硬件电路图 |
75-76 |
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附录B 水位-流量数据对应表 |
76-79 |
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附录C 在研期间参与的项目和发表的论文 |
79 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.389520 |
