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　　【摘要】： 通信技術的快速發展帶動了無線通訊網絡在數據傳輸領域的廣泛應用。隨著嵌入式技術的成熟,無線通信網絡同嵌入式技術的結合體現出了越來越大的優越性。在橋梁監測領域中,這種結合不僅可以使數據的傳輸方式更加靈活,而且能夠大大減少使用成本,增強數據采集系統的擴充性和維護性。本課題就是在這樣一個構想下提出并且實現的。 本課題基于GPRS技術提出,對橋梁健康狀況(以纜索振動受力信號為例)進行實時的,在線的監測。該系統以LPC2138主控芯片作為嵌入式系統的處理器來構建硬件環境,以μC/OS-II操作系統作為核心建立各個任務,利用GPRS模塊M22A將采集到的數據發送到有固定IP的遠程服務器上。 本文首先對GPRS技術的現狀和前景進行了綜述,然后對GPRS網絡的原理和模型以及嵌入式系統作了詳細的研究和分析,并且給出了橋梁數據采集的整體方案,在分析各個功能模塊功能原理的基礎上,完成了相應電路的設計和整個系統總體電路板的制作。在軟件方面,完成了μC/OS-II操作系統在處理器上的移植,并在此基礎上開發了各個任務的軟件;編寫了GPRS模塊的驅動,并完成模塊的初始化;針對TCP/IP協議在遠程服務器上編寫了數據接收程序用于實現數據分析和處理,實現了數據從GPRS無線網絡到Internet網絡的傳輸。 最后,對本系統分別進行了詳細的功能模塊測試和整體測試,并給出了測試結果。經測試,本系統能夠完成遠程橋梁信號傳輸,并且適合多種場合的應用,具有較大的應用前景。 【關鍵詞】：無線監測系統 GPRS網絡 嵌入式系統 μC/OS-II操作系統
【學位授予單位】：湖北工業大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP274
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2010.039167
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題來源及產生背景9-10
• 1.2 課題研究的目的和意義10-11
• 1.3 橋梁監測系統現狀11-12
• 1.4 嵌入式系統概述12
• 1.5 GPRS 網絡概論12-13
• 1.6 課題主要研究內容和主要工作13-15
• 第2章 GPRS 監測系統的原理和組成15-22
• 2.1 GPRS 網絡原理15
• 2.2 GPRS 網絡體系結構15-16
• 2.3 GPRS 監測系統原理16-17
• 2.4 GPRS 監測系統整體構成17-18
• 2.4.1 監控中心17
• 2.4.2 現場監測設備17-18
• 2.4.3 數據采集傳輸設備18
• 2.5 嵌入式GPRS 橋梁監測系統的總體設計18-21
• 2.5.1 系統總體邏輯結構18-19
• 2.5.2 嵌入式處理器的選擇19-20
• 2.5.3 嵌入式開發板介紹20
• 2.5.4 嵌入式實時操作系統的選擇20-21
• 2.6 本章小結21-22
• 第3章 系統的硬件設計22-39
• 3.1 系統硬件總體設計22-23
• 3.1.1 系統硬件設計原則22
• 3.1.2 系統硬件設計結構圖22-23
• 3.2 設備選型23-30
• 3.2.1 主控芯片LPC213823-27
• 3.2.2 A/D 轉換芯片MAX124727-29
• 3.2.3 GPRS 無線模塊M22A29-30
• 3.3 主控器外圍輔助電路30-33
• 3.3.1 電源、復位電路設計30-31
• 3.3.2 JTAG 接口電路設計31-32
• 3.3.3 串行接口電路設計32-33
• 3.4 數據采集電路33-36
• 3.4.1 逐次逼近式 A/D 轉換器的原理33-34
• 3.4.2 A/D 模塊的設計34-36
• 3.5 GPRS 模塊接口設計36
• 3.6 數據采集終端PCB 設計36-38
• 3.7 本章小結38-39
• 第4章 系統的軟件設計39-50
• 4.1 系統軟件需求分析39
• 4.2 系統規劃39-42
• 4.2.1 任務劃分及優先級分配39-40
• 4.2.2 系統軟件總流程40-42
• 4.3 各任務的具體實現42-48
• 4.3.1 GPRS 連接任務42-43
• 4.3.2 GPRS 接受命令任務43-44
• 4.3.3 數據采集任務44-46
• 4.3.4 GPRS 數據傳輸任務46-47
• 4.3.5 GPRS 數據發送任務47-48
• 4.4 本章小節48-50
• 第5章 數據接收與系統測試50-60
• 5.1 WINSOCK 編程的開發50-54
• 5.1.1 Windows Sockets 原理50-52
• 5.1.2 服務器的實現52-54
• 5.2 系統測試54-55
• 5.3 測試數據分析55-58
• 5.4 系統實際運行分析58-59
• 5.5 本章小結59-60
• 第6章 總結與展望60-63
• 6.1 課題研究總結60-61
• 6.2 存在問題61
• 6.3 展望61-63
• 參考文獻63-66
• 致謝66-67
• 附錄67-68
• 攻讀碩士學位所發表論文68