基于ARM的无线远程监控供水系统研究

论文摘要

随着嵌入式技术的不断发展及移动通信技术的不断升级,将嵌入式技术与GPRS移动通信技术相结合应用到供水监控系统中的条件已经逐步成熟,本课题就是采用目前流行的ARM9处理器和GPRS技术相结合实现城市供水无线远程监控系统。系统通过对嵌入式系统扩展无线通信模块,使其成为中心控制平台,能够接收和处理各个远端传感器采集的数据,同时可将控制中心发出的指令发送到各个采集点。本文以S3C2410芯片为核心,GPRS为通讯手段的RTU(数据采集控制终端),结合上位机的管理平台,构建出基于ARM的城市供水无线监控系统的通用方案,系统所实现功能基本达到城市供水监控系统的要求,实现远程控制、实时监测、远程数据浏览、统计、管理等功能,同时系统具有很好的可扩展性。本文首先介绍了课题研究的背景、研究内容,并对GPRS通信技术及嵌入式系统开发的基础理论知识作了介绍,在此基础上给出了嵌入式远程监控系统总体结构设计；接着详细分析了嵌入式Linux操作系统的开发技术,包括嵌入式开发环境的建立、Bootloader移植、Linux内核移植和根文件系统的制作,完成了MiniGUI图形用户界面的移植,在上位机中采用组态软件设计了监控界面,实现了城市无线远程监控系统的整体功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景和意义
• 1.2 城市无线监控供水系统的研究现状及应用前景
• 1.3 城市供水监控系统概要
• 1.4 课题研究任务
• 2 城市供水管网GPRS无线通信系统
• 2.1 几种无线通信方式的比较
• 2.2 GPRS业务介绍
• 2.2.1 网络结构
• 2.2.2 GPRS数据传输流程
• 3 供水监控系统的设计方案
• 3.1 无线监控系统整体结构介绍
• 3.1.1 城市供水监控系统的建立
• 3.1.2 系统整体构成及工作流程
• 3.2 现场终端设计
• 4 供水监控系统终端的硬件设计
• 4.1 现场终端设计
• 4.2 处理器芯片选择
• 4.2.1 S3C2410芯片功能结构
• 4.2.2 内存分配与管理
• 4.2.3 时钟与电源管理
• 4.2.4 中断响应与处理
• 4.3 通信模块设计
• 4.4 存储模块设计
• 4.4.1 Nand Flash扩展
• 4.4.2 SDRAM扩展
• 5 远程终端系统的软件设计
• 5.1 建立Bootloader
• 5.1.1 Bootloader的工作模式
• 5.1.2 Bootloader的安装媒介
• 5.1.3 Bootloader开发
• 5.2 嵌入式Linux操作系统移植
• 5.2.1 Linux内核的移植
• 5.2.2 制作根文件系统
• 5.3 图形界面的设计
• 5.4 GPRS通信功能实现
• 5.5 现场监控功能实现
• 5.5.1 供水系统监控流程
• 5.5.2 数据采集设计
• 5.5.3 流量控制
• 6 监控中心软件设计
• 6.1 上位机管理平台设计
• 6.2 界面设计
• 7 总结
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果