GPRS无线数据采集与CAN总线远程监控系统设计与开发

论文摘要

当前电子通信技术,网路通信技术,工业控制,远程监控,无线通信技术及测控技术的迅猛发展,在工厂里使用大量的智能仪表,大多数的这类仪表都具有串行通信接口,伴随着无线通信技术的稳定与功能完善,以及INTERNET普及,将无线通信技术用于测控领域,实现对仪表及其他数据终端的数据上传,已成为可能。由此可以实现工业控制网络与企业信息网的集成使用,进而可以实现远程监控与大范围内的信息共享,实现并提高工厂的自动化程度,设备操作维护人员可以在监控室内随时了解现场设备的运行情况,降低了劳动力的成本,提高经济效益。在远程监控系统中,系统管理人员不但可以监视远程仪表的运行情况,并且可以根据需要,结合中心数据的分析,智能的发出各种控制指令;实现对远程仪表数据的查询,检索,设置,以及远程操作等。本文详细介绍了系统总体方案规划与设计,进行硬件电路设计,器件的选择与电路所需的各种器件参数。针对当前流量仪表采集数据主要遵循MODBUS协议,采用虚拟串口技术,细致的进行了串口通信驱动的研究设计及测试,在PC机平台上模拟现场仪表向上位机发送数据包,并对传送到的数据包进行分析与研究。实现各种数据格式的转化,以固定的格式存储到数据库。针对流量监控系统最常见的系统管理功能,选择合适的软硬件开发平台,结合功能需求分析设计选择合适的数据库管理软件,并进行数据库系统结构分析设计,建立数据库的概念与数据模型,设计库表结构,存储过程等。在软件编程时采用B/S结构,进行流量管理系统内容的架构分析与设计,确定详尽的需要管理的内容,进行功能划分,并对各个子模块进行采用三层架构编程以实现其具体功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题目的和意义
• 1.2 主要研究内容及预期成果
• 1.2.1 研究内容
• 1.2.2 预期成果
• 1.3 本文的体系结构与内容安排
• 1.4 本章小结
• 2 流量监控系统的硬件设计
• 2.1 系统总体原理结构框图
• 2.2 子站系统原理结构框图
• 2.3 主站系统原理结构框图
• 2.4 硬件电路设计要求与整体设计
• 2.4.1 电路板的整体设计基本要求
• 2.4.2 电路板的整体设计框架
• 2.5 电路的局部设计
• 2.5.1 信号输入接口
• 2.5.2 人机界面设计
• 2.5.3 键盘接口电路
• 2.5.4 系统指示灯电路设计
• 2.6 电源设计
• 2.7 GPRS模块接口设计
• 2.7.1 两种设计方案
• 2.7.2 SIM300C及其外围电路设计
• 2.7.3 GPRS模块启动电路设计
• 2.7.4 SIM卡接口电路设计
• 2.8 串口通信接口电路设计
• 2.9 CAN通信接口设计
• 2.9.1 原理框图设计
• 2.9.2 硬件设计
• 2.10 单片机选型以及外围电路设计
• 2.10.1 MEGA16的特性
• 2.10.2 MCU及外围电路设计
• 2.11 AD采集精密基准电压设计
• 2.12 本章小结
• 3 系统软件设计所需要的各种技术
• 3.1 设计环境介绍
• 3.1.1 操作系统
• 3.1.2 IIS
• 3.1.3 开发模式----B/S结构
• 3.2 Asp.net与.net框架
• 3.3 数据库访问技术简介
• 3.4 Sql2000 数据库
• 3.5 所用的编程语言
• 3.5.1 c#介绍
• 3.5.2 Javascript简介
• 3.6 虚拟串口与串口通信介绍
• 3.6.1 串口通信简单说明
• 3.6.2 虚拟串口简介
• 3.7 本章小结
• 4 流量监控软件总体规划与分析设计
• 4.1 流量监控需求分析
• 4.1.1 流量监控功能需求分析
• 4.1.2 流量监控总体框架
• 4.1.3 各个功能模块的具体设计
• 4.2 系统数据库设计
• 4.2.1 数据表的设计
• 4.2.2 存储过程的创建
• 4.2.3 数据库登录设置
• 4.3 系统软件平台
• 4.4 本章小结
• 5 流量监控系统的通信服务的设计
• 5.1 虚拟串口软件安装
• 5.2 数据服务的设计与实现
• 5.2.1 串口初始化实现
• 5.2.2 IEEE754标准简介
• 5.2.3 数据发送
• 5.2.4 数据接受
• 5.3 现场仪表数据包格式分析
• 5.3.1 modbus通信规约说明
• 5.3.2 仿真modbus通信数据格式
• 5.3.3 使用串口助手进行测试
• 5.3.4 串口服务界面测试
• 5.4 CAN通信服务设计
• 5.4.1 CAN通信简介
• 5.4.2 CAN通信下位机通信设计
• 5.4.3 CAN通信主站通信驱动设计
• 5.5 GPRS通信服务设计
• 5.5.1 GPRS通信简介
• 5.5.2 GPRS通信下位机通信设计
• 5.5.3 GPRS通信主站通信驱动设计
• 5.6 本章小结
• 6 流量监控系统的网站设计
• 6.1 软件设计的三层架构
• 6.1.1 三层架构简介
• 6.1.2 系统文件构成
• 6.2 系统所用的控件与公共类介绍
• 6.2.1 所使用的主要控件与基类
• 6.2.2 所使用的公共数据库典型操作类及函数
• 6.3 系统录登录主界面
• 6.4 流量管理
• 6.4.1 用户信息管理
• 6.4.2 操作人员管理
• 6.4.3 流量工程管理
• 6.5 远程操作
• 6.5.1 查看在线设备
• 6.5.2 操作命令
• 6.5.3 实时信息查询
• 6.6 流量查询
• 6.6.1 用户查询
• 6.6.2 流量工程查询
• 6.6.3 操作人员查询
• 6.6.4 历史流量查询
• 6.6.5 报警信息查询
• 6.7 报表输出
• 6.8 系统管理
• 6.8.1 账户管理
• 6.8.2 菜单管理
• 6.9 个人信息管理
• 6.9.1 用户信息修改
• 6.9.2 个人用户密码修改
• 6.10 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 主要创新点
• 7.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的学术论文