基于嵌入式Internet大面积水域溶解氧含量监测系统研究

基于嵌入式Internet大面积水域溶解氧含量监测系统研究

论文摘要

嵌入式Internet是嵌入式技术发展历史上的又一个里程碑。它依托于Internet技术、嵌入式技术的发展。嵌入式Internet技术是嵌入式技术和Internet技术的结合,借助嵌入式Internet技术能够将各种嵌入式设备接入到Internet,使其具有远程监控、管理等功能。将嵌入式系统特别是应用最广泛的8位、16位、32位微处理器为代表的嵌入式系统接入Internet已成为目前的研究热点。溶解氧含量是水质监测的重要指标之一。目前,国内在水体溶解氧监测方面已初步实现将溶解氧检测仪器投放水中进行实时检测,但大多数溶解氧监测系统受到区域限制,仍停留在小规模的,甚至是单点、静态的监测模式上。而大面积水域如长江、巢湖等水体溶解氧含量检测具有分散性、动态性等特点,运用传统的检测方法无法进行全面、有效地检测。本文基于嵌入式Internet技术,研究如何通过将分布在大面积水域中的多台溶解氧含量监测设备接入Internet从而构建大面积水域多点、动态溶解氧含量监测系统。本文研究的主要内容及取得的成果如下:1.研究了将智能型嵌入式以太网转换模块(MCU内置TCP/IP协议模块)配以相应外围转换电路并进行相关网络配置,从而直接将嵌入式溶解氧监测设备接入Internet。2.研究了对多台PC机组成的控制网络及多台监测设备组成的监测网络进行网络拓扑架构。通过分析多台溶解氧检测设备、无线传感装置及多台PC机的分布及连接特点,对整个监测网络拓扑进行合理的架构。3.研究开发了基于多线程及完成端口技术的大面积水域溶解氧监测系统软件。在Visual C++平台环境下,采用多线程技术及完成端口技术开发一种基于C/S模式的溶解氧监测系统软件,使之适用于大数量溶解氧检测点的场合,并且仍能保持通信系统较高的稳定性。本文的研究成果对于进一步提升溶解氧检测水平特别是大面积水域的溶解氧检测水平,以及发展新型的水污染监测技术打下坚实的理论基础和技术基础,是现代信息技术在溶解氧监测研究领域一次机制性和基础性的探索,具有重要的理论和实践意义,并为“物联网”的构建奠定理论和应用基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 研究背景与意义
  • 1.2 研究内容及论文结构
  • 1.2.1 研究内容
  • 1.2.2 论文结构
  • 2 研究进展
  • 2.1 相关概念介绍
  • 2.1.1 嵌入式系统概述
  • 2.1.2 嵌入式 Internet 概述
  • 2.1.3 溶解氧概述
  • 2.2 国内外研究现状
  • 2.2.1 嵌入式 Internet 技术研究概况
  • 2.2.2 溶解氧检测研究概况
  • 2.3 本章小结
  • 3 嵌入式溶解氧检测仪接入Internet研究
  • 3.1 嵌入式溶解氧检测仪接入 Internet 方案制定
  • 3.1.1 嵌入式 TCP/IP 协议
  • 3.1.2 嵌入式 TCP/IP 协议原理
  • 3.2 嵌入式溶解氧检测仪接入 Internet 硬件设计
  • 3.2.1 智能型嵌入式以太网转换模块选型
  • 3.2.2 以太网转换模块外围接口电路分析
  • 3.2.3 以太网转换模块外围接口电路设计
  • 3.3 硬件连接及配置
  • 3.3.1 以太网转换模块 IP 地址配置
  • 3.3.2 监控 PC 机与模块网段配置
  • 3.3.3 以太网转换模块工作模式及选择
  • 3.3.4 以太网转换模块与监控 PC 机的通信连接
  • 3.4 本章小结
  • 4 大面积水域溶解氧监测网络架构研究
  • 4.1 大面积水域溶解氧监测网络总体架构
  • 4.2 监测子网
  • 4.2.1 水岸陆地局域网
  • 4.2.2 水面与陆地间的无线传感网
  • 4.2.3 水下检测网
  • 4.3 本章小结
  • 5 大面积水域溶解氧监测系统软件研究
  • 5.1 监测系统概述
  • 5.2 溶解氧监测软件整体设计要求
  • 5.3 溶解氧监测软件总体设计
  • 5.4 服务器端溶解氧数据处理
  • 5.4.1 多线程的基本思想
  • 5.4.2 线程的状态与生命周期
  • 5.4.3 基于 MFC 的多线程设计
  • 5.4.4 溶解氧监测系统中多线程的实现
  • 5.5 通讯参数配置
  • 5.6 实时数据处理与显示
  • 5.7 基于完成端口的网络通信模块设计
  • 5.7.1 监测系统服务器端完成端口的创建
  • 5.7.2 服务器端完成端口程序设计
  • 5.7.3 服务器端完成端口通信的优化
  • 5.7.4 通信界面显示
  • 5.8 溶解氧监测系统数据库设计
  • 5.8.1 数据库系统概述
  • 5.8.2 溶解氧监测实时数据库
  • 5.8.3 实时数据库的特性
  • 5.8.4 基于 ADO.NET 的溶解氧数据库访问
  • 5.9 本章小结
  • 6 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简介
  • 在读期间发表的学术论文及项目情况
  • 相关论文文献

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    • [3].天津近岸海域溶解氧含量分布特征及影响因素研究[J]. 海洋开发与管理 2017(08)
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