论文摘要
传统的地震数据传输方式存在效率低下、费用高、数据传输速度不够快等缺点,随着计算机技术、电子技术和移动通讯技术的不断发展,特别是通用分组无线业务(GPRS)技术的成熟,使得建立基于GPRS网络的地震监控系统成为可能。本文在对GPRS通讯技术的特点及技术优势等概况简单介绍的基础上,论证了利用GPRS网络实现地震监控系统数据传输的可行性;设计了地震监控系统的总体框架;同时对系统各个组成部分的软、硬件进行了具体的分析、设计和调试。整个监控系统分为下位机和测控中心两个部分。其中下位机由主控制器模块、GPRS通讯模块、数据采集模块组成。测控中心则为有固定IP地址的计算机。下位机控制器的核心是Cygnal公司的C8051F020型单片机,其主要实现数据采集及对数据传输的控制。数据传输是由SIMCOM公司的SIM100GPRS模块组成的GPRS网络来完成的。同时论文详细给出了下位机硬件电路设计原理及实现方法。下位机的软件设计采用的是以μC/OS-II为核心的嵌入式实时操作系统,即将μC/OS-II移植到C8051F020单片机上;同时采用模块化设计,按功能将软件划分为数据采集软件、传输控制软件、其他辅助功能软件等,并采用C语言和汇编混合编程实现各自的任务。由于采用模块化的设计,在嵌入式实时操作系统下每个任务又赋予了不同的优先级,因此满足了系统的实时性要求,增强了系统的灵活性。测控中心软件是在Visual C++6.0环境下,利用Winsock网络开发技术来完成编写的。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 研究课题背景1.1.1 课题来源及研究意义1.1.2 GPRS 通讯简介1.2 本课题完成的工作1.3 本文的内容组织第二章 系统总体设计2.1 测控系统设计的基本要求2.2 系统的模块化设计2.2.1 下位机控制模块2.2.2 数据传输模块2.2.3 测控中心模块2.3 本章小结第三章 系统下位机硬件电路设计3.1 下位机硬件整体构架3.2 主控制器模块3.2.1 C8051F02X 系列单片机的特点3.2.2 C8051F02X 系列单片机的系统结构3.2.3 主控制器的电源设计3.2.4 人机接口电路设计3.2.5 JTAG 接口设计3.2.6 通讯串口的设计3.3 GPRS 通讯模块3.3.1 模块的功能特性3.3.2 模块的重要外围接口3.4 数据采集模块3.5 本章小结第四章 嵌入式操作系统 UC/OS-II在C8051F020上的移植4.1 嵌入式操作系统4.1.1 嵌入式系统历史4.1.2 嵌入式系统的定义和特点4.1.3 嵌入式实时系统4.2 嵌入式实时操作系统 UC/OS-II4.2.1 μC/OS-II 的特点4.2.2 μC/OS-II 的内核4.3 UC/OS-II 的移植实现4.3.1 μC/OS-II 的移植条件CPU.H 的移植'>4.3.2 OSCPU.H 的移植CPUC.C 的移植'>4.3.3 OSCPUC.C 的移植CPUA.ASM 的移植'>4.3.4 OSCPUA.ASM 的移植4.4 移植过程中的特殊问题及解决方法4.5 本章小结第五章 系统下位机软件的设计5.1 下位机的软件开发环境5.2 下位机的软件任务划分5.3 移植 UC/OS-II 后各任务的运行5.3.1 μC/OS-II 中的主程序5.3.2 按键和液晶显示任务5.3.3 地震信号采集任务5.3.4 GPRS 数据传输任务5.3.5 响应测控中心指示任务5.4 本章小结第六章 测控中心的软件设计及系统整体调试6.1 WINDOWS SOCKET 简介6.2 使用 SOCKET模型6.2.1 Socket 一些基本概念6.2.2 Socket 的编程模型6.3 上位机软件程序设计6.4 系统调试6.4.1 硬件部分的调试6.4.2 下位机与测控中心通讯调试6.5 本章小结第七章 总结和展望参考文献致谢攻读硕士学位期间发表的学术论文附录一附录二附录三
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