基于ARM与GPRS的无线数据传输系统的设计

论文摘要

无线数据传输系统广泛应用于安防监控、设备监测、环境监测、远程抄表等领域,与有线传输系统相比,无线系统建设和维护成本低,通信距离远,易于扩展,网络的实时性和可靠性高,因此研究无线数据传输系统具有非常重要的实践意义。本文在分析当前国内外无线数据传输系统研究现状,深入研究ARM微处理器、嵌入式实时操作系统和GPRS等技术原理的基础上,提出一种基于ARM和GPRS的无线数据传输系统。它充分利用GPRS网络覆盖率高、永远在线与ARM微处理器功耗低、实用性强的优点,可广泛应用于远程数据传输领域。在硬件电路设计中,选用ARM7微处理器LPC2210作为主控制器、扩展Nor Flash和Nand Flash分别用于存储程序和数据、选用内嵌TCP/IP协议栈的GPRS模块M23作为数据发送模块,通过AT指令操作TCP/IP协议连接Internet,减小了编程难度,缩短了开发周期。在软件设计中,将μC/OS-II实时操作系统和ZLG/FS文件系统移植到LPC2210,系统工作时首先初始化硬件与操作系统,然后启动采集程序,并将采集到的数据保存至Nand Flash。系统在发送数据时先检测网络是否畅通,如果网络通畅则从Nand Flash中取出数据并通过GPRS模块M23将数据传送至远程控制计算机。系统稳定可靠、成本低,测试表明可满足无线数据传输的实际需要。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 数据传输网络简介
• 1.1.2 嵌入式系统简介
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 无线数据传输方式研究现状
• 1.2.2 数据传输模块研究现状
• 1.3 论文研究意义与内容
• 1.4 论文结构安排
• 第2章 系统总体架构
• 2.1 系统组成
• 2.2 GPRS 结构分析
• 2.2.1 GPRS 结构
• 2.2.2 GPRS 工作流程
• 2.3 系统硬件设计方案
• 2.4 系统软件设计方案
• 2.5 本章小结
• 第3章 系统硬件设计
• 3.1 ARM 微控制器
• 3.1.1 ARM 体系结构简介
• 3.1.2 ARM7TDMI 概述
• 3.1.3 LPC2210 概述
• 3.2 温度采集电路
• 3.3 串口通信电路
• 3.4 GPRS 模块电路设计
• 3.4.1 M23 模块技术特点
• 3.4.2 M23 模块电源设计
• 3.4.3 M23 串行接口设计
• 3.4.4 M23 SIM 卡接口
• 3.5 FLASH 接口电路
• 3.6 电源电路设计
• 3.7 复位与时钟电路
• 3.8 JTAG 调试接口电路
• 3.9 本章小结
• 第4章 系统软件设计
• 4.1 硬件驱动层
• 4.1.1 A/D 转换驱动
• 4.1.2 Nand Flash 底层驱动
• 4.2 ΜC/OS-II 操作系统移植
• 4.2.1 μC/OS-II 内核简介
• 4.2.2 μC/OS-II 移植条件分析
• 4.2.3 μC/OS-II 移植步骤
• 4.3 ZLG/FS 文件系统的移植
• 4.3.1 ZLG/FS 文件系统简介
• 4.3.2 ZLG/FS 底层驱动程序
• 4.3.3 字母转换函数
• 4.4 用户应用层程序的设计
• 4.4.1 温度采集任务
• 4.4.2 A/D 信号采集任务
• 4.4.3 文件操作任务
• 4.4.4 GPRS 数据传输任务
• 4.5 系统测试
• 4.5.1 软件开发平台简介
• 4.5.2 通信功能测试
• 4.6 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 硕士研究生期间论文发表情况