论文题目: 基于嵌入式系统和GPRS网络的灌溉控制器的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 控制理论与控制工程
作者: 贾鹏
导师: 周跃庆
关键词: 灌溉控制,嵌入式系统
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 基于我国水资源短缺的现状,为达到节约用水的目的,节水灌溉控制系统应用越来越多,灌溉控制技术也快速地发展。由于国内灌溉控制系列产品种类少,外国的又价格昂贵,因此使灌溉控制器国产化,开发功能完善,性价比高的灌溉控制器对于节水灌溉的意义非常重大。嵌入式系统技术是当前一个技术热点,并越来越广泛的应用于工业控制、无线通信、网络应用、消费类电子、成像和安全等领域。GPRS技术的发展,其应用也扩展到了工业、控制等领域,并且会在将来取得更加广泛的应用。随着灌溉控制技术的进步,将嵌入式系统和GPRS技术应用于灌溉控制器是非常有意义的工作。在上述情况下,本文提出了基于μClinux嵌入式系统和GPRS网络数据传输的灌溉控制器的设计。在控制器上移植μClinux系统,与以往的单片机控制相比,灌溉控制的功能更完善和强大;控制器与上位机使用GRPS进行数据传输,相比有线和其它无线传输方式,GPRS传输有其独特的优势。同时将GPRS数据传输在μClinux系统上实现,是嵌入式技术的一项创新。本文实现了灌溉控制器的硬件设计、系统移植、GPRS传输和灌溉控制。首先在硬件设计上,本文采用的是核心板+模块板的设计方案,采用了一个核心板加三个模块组合成一个完整的灌溉控制器。相对于一体化设计方案,核心板+模块板的设计方法简化了设计过程,缩短了开发周期。在系统移植方面,本文在灌溉控制器上移植和构建了μClinux的内核和相应的文件系统,为接下来的应用作了系统级的准备。LCD+触摸屏操作、GPRS数据传输和灌溉控制都是在μClinux系统基础上实现的,其中GPRS功能使用了GPRS硬件模块作为硬件条件,灌溉控制功能使用了灌溉控制模块作为硬件条件,文中相关章节详细讨论了这些功能的实现。按照上述方案设计开发了该灌溉控制器,经实验应用,灌溉控制器可以实现相关功能。
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 概述
1.1 课题来源
1.2 研究背景
1.2.1 嵌入式操作系统
1.2.2 GPRS无线网络概述
1.2.3 国内外灌溉自动化技术研究现状及发展趋势
1.3 课题主要研究内容
1.3.1 硬件结构设计
1.3.2 软件设计
1.4 本文的结构
1.5 课题的意义
第二章 灌溉控制器的硬件设计
2.1 灌溉控制器系统介绍
2.1.1 系统层次结构
2.1.2 硬件设计总体方案
2.2 ARM处理器概述
2.2.1 ARM微处理器结构
2.2.2 ARM微处理器的选型
2.2.3 ARM处理器S3C44B0X简介
2.3 核心板的设计
2.3.1 板上硬件资源
2.3.2 系统的硬件描述
2.4 GPRS模块的设计
2.4.1 功能需求分析
2.4.2 GPRS模块硬件结构
2.4.3 GPRS模块电源转换电路
2.4.4 串行接口
2.4.5 控制信号接口
2.5 LCD模块
2.6 数据采集和灌溉控制部分硬件设计
2.6.1 采集和控制部分模块构成
2.6.2 前向通道电路设计
2.6.3 后向通道电路设计
2.7 本章小结
第三章 μClinux操作系统向ARM核心板的移植
3.1 嵌入式操作系统概述
3.2 嵌入式Linux操作系统
3.2.1 嵌入式Linux的分支—μClinux
3.2.2 μClinux的移植
3.3 μClinux系统向核心板移植的实现
3.3.1 系统层的功能分析
3.3.2 Boot Loader的构建
3.3.3 μClinux的移植
3.3.4 文件系统的构建
3.4 本章小结
第四章 GPRS数据传输的实现
4.1 GPRS网络介绍
4.2 μClinux上GPRS数据传输的实现
4.2.1 灌溉控制器使用GPRS数据传输的优势
4.2.2 实现GPRS数据传输的需求条件和功能分析
4.2.3 PPP拨号接入GPRS网络
4.2.4 μClinux上实现TCP/IP协议
4.2.5 μClinux上GPRS数据传输的实现
4.3 本章小结
第五章 灌溉控制的实现
5.1 灌溉控制系统的功能分析
5.2 灌溉控制的软件描述
5.2.1 短消息收发的实现
5.2.2 接收和处理用户输入
5.2.3 采集环境数据和向上位机发送
5.2.4 执行灌溉任务
5.3 本章小结
第六章 总结和展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
发布时间: 2007-04-17
参考文献
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