基于ARM的长大高速公路隧道环境监测系统的研究

论文摘要

随着电子技术发展速度的不断加快,高速公路的隧道建设进入了一个崭新的阶段,各种形式的长大高速公路隧道环境监测系统得到了广泛的应用。但从整体上来看,我国的长大高速公路隧道环境监测系统无论是在性能上还是在组网方式上都落后于西方发达国家。因此本文以崭新的ARM微控制器技术、成熟的以太网技术以及完善的数据库技术构建了一种新的长大高速公路隧道环境监测系统,论文的主要研究内容如下:首先全面分析了长大高速公路隧道环境监测的整体结构,设计了以ARM嵌入式微控制器LPC2210为控制核心的区域控制器,包括了微控制器核心电路、存储系统电路、数据采集电路和通信接口电路。在区域控制器软件设计方面,先详细分析了了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的重要模块,然后深入分析了μC/OS-Ⅱ在区域控制器上的移植过程,最后以A/D转换任务、串口通信任务和以太网通信任务组成了区域控制器的应用程序。比较详细地说明了VC++6.0中利用ADO技术实现对隧道环境信息数据库的操作,在SQL Server 2000下创建隧道环境信息表以及在VC++6.0中设计对表进行操作的类,最后详细分析了数据接收和存储模块、数字显示模块、曲线显示模块、查询模块的设计思路及具体实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 长大高速公路隧道环境监测系统的总体结构组成
• 1.2.1 传感器部分
• 1.2.2 区域控制器
• 1.2.3 通信网络
• 1.2.4 监测中心
• 1.3 国内外相关研究现状
• 1.3.1 国内发展现状及存在的问题
• 1.3.2 国外发展现状及发展趋势
• 1.4 本文的主要工作
• 1.5 本章小结
• 2 区域控制器的硬件电路设计
• 2.1 ARM微控制器LPC2210及核心电路模块
• 2.1.1 LPC2210
• 2.1.2 电源电路
• 2.1.3 复位电路
• 2.1.4 系统时钟电路
• 2.1.5 JTAG接口
• 2.1.6 存储系统电路
• 2.2 数据采集模块
• 2.2.1 A/D转换电路
• 2.2.2 串口通信电路
• 2.3 通信接口模块
• 2.4 LPC2210相关电路
• 2.5 本章小结
• 3 区域控制器的软件设计
• 3.1 μC/OS-Ⅱ操作系统的重要组成部分
• 3.1.1 任务及任务管理
• 3.1.2 中断
• 3.1.3 任务的同步与通信
• 3.2 μC/OS-Ⅱ的移植
• CPU.h的编写'>3.2.1 OS_CPU.h的编写
• CPU_C.c的编写'>3.2.2 OS_CPU_C.c的编写
• CPU_A.asm的编写'>3.2.3 OS_CPU_A.asm的编写
• 3.3 应用程序的设计
• 3.3.1 系统启动
• 3.3.2 A/D转换任务
• 3.3.3 串口通信任务
• 3.3.4 以太网通信任务
• 3.4 本章小结
• 4 监测终端的软件设计
• 4.1 使用到的开发工具
• 4.1.1 Microsoft Visual C++6.0
• 4.1.2 Microsoft SQL Server 2000
• 4.2 使用ADO技术访问数据库
• 4.2.1 数据源的连接
• 4.2.2 记录集的连接
• 4.2.3 执行SQL语句
• 4.3 隧道环境信息表的设计与类的设计
• 4.3.1 表的设计
• 4.3.2 类的设计
• 4.4 监测软件的重要模块设计
• 4.4.1 环境数据的接收和存储模块设计
• 4.4.2 环境数据的数字显示模块设计
• 4.4.3 环境数据的曲线显示模块设计
• 4.4.4 环境数据的查询模块设计
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢