【摘要】：隨著通信、計算機等技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是遠程傳輸手段的多元化和技術(shù)水平的提高,遠程數(shù)據(jù)采集技術(shù)正得到越來越廣泛的應用。橋梁遠程
監(jiān)測系統(tǒng)涉及傳感器、結(jié)構(gòu)力學、計算機、通信等多學科多領域,是國際上的前沿熱點研究領域。遠程無線數(shù)據(jù)
采集系統(tǒng)解決一套新型先進的遠程數(shù)據(jù)采集技術(shù),將無線數(shù)傳技術(shù)應用于橋梁自動監(jiān)測,并利用成熟穩(wěn)定的GPRS網(wǎng)絡資源,發(fā)揮其網(wǎng)絡覆蓋率高、傳輸特性好等優(yōu)勢,實現(xiàn)對某個地區(qū)的多座橋梁健康信息的遠程采集。本系統(tǒng)的應用可以遠程實時監(jiān)測橋梁的運行狀況,及時發(fā)現(xiàn)橋梁出現(xiàn)的問題,及時采取相應的措施。
本論文詳細介紹系統(tǒng)硬件和軟件的研制和開發(fā),主要工作有以下幾個部分。第一部分闡述論文的選題背景、研究的目的和意義,分析遠程無線數(shù)據(jù)
采集系統(tǒng)在
橋梁監(jiān)測領域的應用及其國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀;根據(jù)橋梁健康監(jiān)測對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特殊要求,確定本文的主要研究內(nèi)容。第二部分詳細介紹系統(tǒng)的總體設計,包括系統(tǒng)的整體硬件構(gòu)成和控制方案,分析選擇系統(tǒng)采用的關鍵技術(shù),論述系統(tǒng)的設計原則。第三部分完成現(xiàn)場無線采集子系統(tǒng)的設計,闡述橋梁應變采集前向通道的電路組成,給出微功率短距離無線數(shù)傳模塊DTD462A的硬件和軟件設計,并基于MSC1210和DTD462A實現(xiàn)橋梁應變無線采集節(jié)點,基于AT89C2051和DTD462A實現(xiàn)現(xiàn)場主控節(jié)點;根據(jù)系統(tǒng)的應用需求,完成全部采用無線通信方式的通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的設計和點對多點的通信控制協(xié)議的編制,對系統(tǒng)進行分析與測試。第四部分采用先進的GPRS通信技術(shù)實現(xiàn)橋梁應變數(shù)據(jù)的遠程傳輸,研究GPRS技術(shù)的結(jié)構(gòu)和特點,重點介紹其短消息業(yè)務;詳細探討了基于Q2403A的GPRS終端的軟硬件設計原理;分析系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),結(jié)合在橋梁應變無線遠程采集系統(tǒng)中的應用,編制服務器端軟件,對系統(tǒng)進行實驗和調(diào)試。論文的最后部分對整個采集系統(tǒng)做概括總結(jié),歸納整個系統(tǒng)的設計方案,提出對系統(tǒng)的改進方法,指出該系統(tǒng)的發(fā)展方向與前景。
遠程無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實現(xiàn),全部采用無線的通信方式,徹底擺脫了有線的困擾,其數(shù)據(jù)傳輸通道具有較強的通用性,對交通運輸管理、安全監(jiān)控,工業(yè)測控、
環(huán)境監(jiān)測以及國防技術(shù)均有相當重要的借鑒價值。
【關鍵詞】：無線數(shù)傳技術(shù) 數(shù)據(jù)采集 橋梁監(jiān)測 GPRS 單片機 【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TP274.2
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.061358
【目錄】：
- 第1章 引言8-12
- 1.1 課題背景8-9
- 1.2 研究的目的和意義9-10
- 1.3 課題研究內(nèi)容10-12
- 第2章 系統(tǒng)總體設計12-22
- 2.1 系統(tǒng)組成原理12-14
- 2.1.1 系統(tǒng)硬件組成12-13
- 2.1.2 系統(tǒng)整體控制方案13-14
- 2.2 關鍵技術(shù)介紹14-17
- 2.2.1 短距離無線數(shù)傳技術(shù)14-16
- 2.2.2 GPRS數(shù)據(jù)通信技術(shù)16-17
- 2.3 系統(tǒng)設計原則17-21
- 2.4 本章小結(jié)21-22
- 第3章 現(xiàn)場無線采集子系統(tǒng)的設計22-51
- 3.1 現(xiàn)場無線采集節(jié)點的設計23-27
- 3.1.1 采集節(jié)點電橋23-25
- 3.1.2 A/D轉(zhuǎn)換25
- 3.1.3 微系統(tǒng)控制器MSC121025-27
- 3.2 現(xiàn)場主控節(jié)點設計27-29
- 3.3 無線數(shù)傳模塊設計29-37
- 3.3.1 射頻收發(fā)模塊的選用原則29-30
- 3.3.2 無線射頻模塊通信距離的計算30-32
- 3.3.3 DTD462A無線數(shù)傳模塊的特性32-33
- 3.3.4 基于DTD462A的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊設計33-37
- 3.4 現(xiàn)場無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通信協(xié)議的設計37-48
- 3.4.1 通信信道模型分析37-38
- 3.4.2 無線通信協(xié)議的基本要求38
- 3.4.3 本系統(tǒng)點對多點通信協(xié)議的實現(xiàn)38-48
- 3.5 系統(tǒng)測試與結(jié)果分析48-49
- 3.6 本章小結(jié)49-51
- 第4章 GPRS遠程傳輸子系統(tǒng)的設計51-72
- 4.1 GPRS技術(shù)研究51-58
- 4.1.1 概述51
- 4.1.2 GPRS的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)51-54
- 4.1.3 GPRS的主要特點54
- 4.1.4 GPRs承載的業(yè)務54-58
- 4.2 GPRS終端設計58-65
- 4.2.1 GPRS終端的功能58-60
- 4.2.2 GPRS終端設計原理60-65
- 4.3 GPRS遠程傳輸方案的研究65-71
- 4.3.1 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)分析65-68
- 4.3.2 遠端控制中心服務器設計68-71
- 4.4 本章小結(jié)71-72
- 第5章 結(jié)論與展望72-74
- 5.1 本文工作總結(jié)72
- 5.2 今后進一步的研究工作72-74
- 參考文獻74-78
- 致謝78-79
- 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文79
- 攻讀碩士學位期間參與的科研項目79
