基于GPRS的工程机械远程监控系统

论文摘要

“十五”期间,我国大大增加了对基础设施建设的投入。工程机械作为各项基础设施建设所必需的施工设备,对于工程的进度和质量起着决定性的作用。然而,由于施工机械多系露天作业,受风雨、日晒、大气、粉尘影响和侵蚀,工作环境非常恶劣,故障频繁。同时,施工生产的特性决定了他们工作在各自工地上,分散性大、流动性强,维护和修理困难。因此我们迫切需要一种远程监控系统对施工现场工程机械的工作状况进行监控,及时发现问题,以保证工程机械可靠、连续地运行。本课题的研究正是基于上述问题而提出的。其目标是要设计一个基于GPRS的工程机械远程监控系统,利用GPRS网络将施工现场的工程机械数据无线传输到远程监控中心,以供监控中心做出判断。该系统主要由现场控制系统、GPRS传输网络和远程监控中心三部分构成。现场控制系统采用DSP实现数据的采集、数据的处理和系统控制;GPRS网络采用网络模块实现数据的无线传输;监控中心在Windows平台上建立监控程序,通过VC++实现与GPRS模块的数据通信,实现数据监控的功能。由此,本课题研发内容包括:现场控制系统的硬件设计和软件设计,GPRS网络设置以及监控中心的软件设计。本论文首先简单介绍了课题背景,接着提出了系统设计的总方案,之后详细论述了系统的实现过程,最后对整个系统进行了调试。研究结果表明,本系统有很强的通用性,可以对铲土运输机械、压实机械、混凝土机械等各种工程机械实施远程监控,通过查看和远程修改工程机械的工作参数可以实现提前预警、及时维修和远程监控的功能,具有抗干扰能力强,准确率高,实时性强的特点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本论文研究的背景
• 1.2 工程机械远程监控系统的发展现状
• 1.3 本论文研究的价值
• 1.4 本论文研究的内容
• 第二章 工程机械远程监控系统总体设计
• 2.1 系统功能概述
• 2.2 系统的总体结构
• 2.3 现场控制系统
• 2.3.1 数据采集模块的实现
• 2.3.2 数据处理与DSP 处理模块
• 2.3.3 GPRS 通信模块
• 2.4 数据传输系统
• 2.4.1 数据传输系统的组成
• 2.4.2 GPRS 技术简介
• 2.4.3 GPRS 的网络结构
• 2.4.4 GPRS 的附着过程
• 2.5 监控中心
• 2.6 系统软件的设计思路和总体结构
• 2.6.1 程序设计思想
• 2.6.2 现场控制系统的软件设计
• 2.6.3 GPRS 模块的软件设计
• 2.6.4 监控中心的软件设计
• 第三章 工程机械远程监控系统硬件的设计与研究
• 3.1 DSP 芯片
• 3.1.1 微控制器的选择
• 3.1.2 TMS320LF2407A 主要特性
• 3.1.3 TMS320LF2407A 引脚说明
• 3.2 GPRS 模块芯片
• 3.2.1 MC35i 的特性
• 3.2.2 MC35i 的组成
• 3.3 现场控制系统的硬件实现
• 3.3.1 硬件系统总方案
• 3.3.2 DSP 最小系统设计
• 3.3.3 电源模块设计
• 3.3.4 输入模块设计
• 3.3.4.1 工程机械工作参数的采集
• 3.3.4.2 模拟信号的处理电路
• 3.3.5 PWM 输出模块设计
• 3.3.6 RS232 接口电路
• 3.3.7 JTAG 调试口电路
• 3.3.8 控制系统总框图
• 3.3.9 控制系统PCB 设计
• 3.4 GPRS 模块的设计
• 3.4.1 GPRS 模块的硬件电路图
• 3.4.2 GPRS 模块的说明
• 第四章 工程机械远程监控系统的软件设计
• 4.1 现场控制系统软件设计
• 4.1.1 软件的开发环境
• 4.1.2 控制系统主程序模块
• 4.1.3 系统初始化软件设计
• 4.1.4 数据采集模块软件设计
• 4.1.4.1 模拟信号采集子程序
• 4.1.4.2 数字信号采集子程序
• 4.1.5 作业状态控制
• 4.1.6 串口传输子程序
• 4.2 GPRS 模块的软件设计
• 4.2.1 GPRS 通信单元模块软件框图
• 4.2.2 GPRS 的AT 指令集设置
• 4.3 监控中心软件设计
• 4.3.1 监控中心软件的功能需求
• 4.3.2 监控中心软件的设计原则
• 4.3.3 监控中心软件的开发环境
• 4.3.4 监控中心软件的流程图
• 4.3.5 监控中心软件的核心程序段
• 第五章 工程机械远程监控系统的调试
• 5.1 工程机械远程监控系统的工作流程
• 5.2 工程机械远程监控系统的调试
• 5.2.1 工程机械远程监控系统硬件的调试
• 5.2.2 工程机械远程监控系统软件件的调试
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢