基于GPRS网络地震信号测控系统设计

基于GPRS网络地震信号测控系统设计

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。

论文目录

  • 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-II
  • 4.2.1 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
  • 相关论文文献

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