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GPRS数据终端及在基站动力环境系统中的应用

2020-11-24阅读(229)

GPRS数据终端及在基站动力环境系统中的应用

论文摘要

无线实时数据采集在军事，工业，科研等各个领域都有着非常广泛的需求和应用，其主要功能是通过无线的方式将不同地理位置的数据，实时地传送到控制中心，同时，也能够反过来控制和操作远程的设备或仪器。传统的远距离数据传输方式中，有线方式虽然速度快、稳定可靠，但是在不同的地形架设和布线的成本相当昂贵，不适合在复杂多变的环境下进行数据采集；无线方式中，卫星通信虽然具有覆盖范围广，不受绝大多数环境影响，不过通信费用非常高，不适合大面积使用和推广；而传统的GSM（Global System For Mobile Communication，全球移动通信系统）数据传输方式，属于第二代移动通信技术，虽然基本能够实现数据传输，但是传输速率不高（300bps到9.6kbps）、网络延迟大，而且信道的利用率也比较低，要实现实时数据采集所花费代价较大。针对传统方式的不足，中国移动推出了基于第2.5代移动通信技术GPRS（General Packet Radio Service，通用无线分组业务）的数据业务，它采用基于分组的方式，让数据包尽可能地到达目的地。通过应用高速分组数据技术，大大提高了传输信道的利用率。GPRS将无线数据传输速度从目前的9600bps提高到112000bps。GPRS作为一种新的无线通信技术，当前大多数的应用都是在无线上网等商业用途上。本文阐述了GPRS无线数据终端的功能及应用，然后对DSP微处理器及嵌入式操作系统μC／OS-Ⅱ进行了详尽的描述和研究，接着是GPRS终端的软硬件设计和实现，最后对系统的整体功能进行了测试。该终端的硬件设计，主要包括微处理器芯片的选型、M23通讯模块的接口设计、存储器单元及串口电路设计等。软件上主要包括：μC／OS-Ⅱ在TMS320F2812上的移植、系统任务的划分及各个功能模块的具体实现。软件采用的方案可以描述为：嵌入式操作系统+应用程序，应用程序在μC／OS-Ⅱ的基础上开发。将应用程序分解成多任务，简化了应用系统软件设计，提高了系统的可靠性。本课题实现的GPRS无线数据终端，内嵌TCP／IP协议，可以通过GPRS网络连接到互联网，数据传输实时性强，为用户提供透明的数据传输通道。在电力自动化、环保、交通监控等领域获得了广泛的应用，特别适用于移动环境、难于布线的场所和边远地区。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 1 引言
  • 1.1 研究目的及意义
  • 1.2 无线监控系统的国内外发展状况
  • 1.3 本课题所研究的主要内容及特点
  • 2 GPRS网络技术概括
  • 2.1 GPRS的发展状况及应用
  • 2.2 GPRS的特点
  • 2.3 GPRS的网络工作原理
  • 3 嵌入式实时操作系统μC/OS-II简介
  • 3.1 μC/OS-II操作系统分析
  • 3.1.1 嵌入式实时操作系统简介
  • 3.1.2 嵌入式实时操作系统发展现状
  • 3.1.3 嵌入式实时操作系统μC/OS-II简介
  • 3.2 μC/OS-II的内核结构
  • 3.2.1 任务调度与管理
  • 3.2.2 时间管理
  • 3.2.3 中断管理
  • 3.2.4 任务之间的通讯与同步
  • 3.2.5 系统的初始化和启动
  • 4 μC/OS-II在TMS320F2812上的移植
  • 4.1 TMS320F2812芯片介绍
  • 4.2 移植的可行性分析
  • 4.3 移植步骤
  • CPU.H'>4.3.1 OSCPU.H
  • CPUA.ASM'>4.3.2 OSCPUA.ASM
  • CPU C.C'>4.3.3 OSCPU C.C
  • 5 系统硬件设计
  • 5.1 系统总体结构
  • 5.2 终端硬件设计
  • 5.3 单片机最小系统
  • 5.3.1 时钟
  • 5.3.2 看门狗
  • 5.3.3 存储器扩展
  • 5.3.4 电源
  • 5.3.5 JTAG接口
  • 5.4 串行通信接口电路
  • 5.5 键盘、液晶显示电路
  • 5.6 时钟日历
  • 5.7 GPRS模块M23开发板
  • 5.7.1 M23模块介绍
  • 5.7.2 SIM卡电路
  • 5.7.3 M23的电源设计
  • 5.7.4 数据通信电路
  • 6 系统软件设计
  • 6.1 系统软件总体设计
  • 6.2 系统软件模块介绍
  • 6.2.1 主函数介绍
  • 6.2.2 系统初始化
  • 6.2.3 按键模块
  • 6.2.4 液晶显示程序
  • 6.2.5 时钟日历程序
  • 6.2.6 串口程序
  • 6.3 GPRS上网程序
  • 6.4 系统任务分配
  • 6.4.1 系统任务总体设计
  • 6.4.2 按键扫描任务
  • 6.4.3 查询系统变量任务
  • 6.4.4 设置系统参数任务
  • 6.4.5 显示系统时间任务
  • 6.4.6 连接GPRS网络任务
  • 6.4.7 检测模块在线任务
  • 6.4.8 向远端控制中心发送数据任务
  • 7 系统抗干扰设计
  • 7.1 干扰的来源及后果
  • 7.2 软件硬件抗干扰设计
  • 7.2.1 硬件抗干扰设计
  • 7.2.2 软件抗干扰设计
  • 8 GPRS数据终端在移动基站动力环境采集器上的应用
  • 8.1 GPRS终端应用在移动基站动力环境采集器上的背景及意义
  • 8.2 基于GPRS无线传输的移动基站动力环境采集器的系统结构
  • 8.3 系统调试
  • 8.3.1 采集器与远端监控中心数据传输协议
  • 8.3.2 GPRS无线传输在移动基站动力环境采集器上的测试
  • 9 结论
  • 9.1 采用的新方法
  • 9.2 所做的工作
  • 9.3 存在的不足
  • 9.4 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文

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