嵌入式远程综合数据采集系统的研究与实现

论文摘要

在企业的生产过程中,往往需要随时检测各个环节的温度、湿度、流量及压力等参数,同时还要将这些数据传输到数据中心,以便工程技术人员了解各个设备的参数和运转情况。传统的工作方式下,工程技术人员往往需要亲自到现场记录设备的参数,然后再整理和记录。这种方式需要花费很多人力和时间,效率低下且容易出错。本文研究了一种多通道的远程综合数据采集平台,可以分别采集现场的模拟量和数字量,然后把采集到的数据通过无线网络的方式传送到后台,工程技术人员可以及时了解现场各个设备的工作情况,并且可以通过发送命令查看生产过程的状态。本文以ARM9嵌入式微处理器S3C2440为核心,基于YC2440开发板设计了数据采集硬件电路,包括8路模拟量输入通道,8路开关量数字通道和8路485数据通道。在ADS集成开发环境下设计了AD采集控制程序,开关量采集控制程序,基于MODBUS协议的485数据采集控制程序以及GPRS无线模块上网控制程序等。基于ARM的嵌入式数据采集与处理系统性能优越,通用性好,可扩展性强,可为各种嵌入式应用提供一套完整的软、硬件解决方案,在工业测量与控制领域有较为广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 数据采集技术
• 1.2 嵌入式系统
• 1.3 课题研究背景
• 1.4 本文完成的工作
• 本章小结
• 第二章 GPRS 系统概述
• 2.1 GPRS 介绍
• 2.2 GPRS 移动通信系统
• 2.2.1 GPRS 网络组成单元
• 2.2.2 网络运行处理
• 2.2.3 网络通信协议
• 2.3 GPRS 的应用
• 本章小结
• 第三章 远程综合数据采集系统硬件设计
• 3.1 开发板总体结构
• 3.2 CPU、时钟电源管理和IO 口管理
• 3.2.1 ARM S3C2440 嵌入式处理器
• 3.2.2 时钟和电源管理
• 3.2.3 S3C2440 通用I/O 接口
• 3.3 存贮管理
• 3.3.1 Flash 存储电路
• 3.3.2 SDRAM 接口电路
• 3.4 采集电路
• 3.4.1 开关量采集电路
• 3.4.2 4-20m A 模拟量采集电路
• 3.5 通讯接口
• 3.5.1 RS-232 串口通信
• 3.5.2 485 通信接口设计
• 3.6 GPRS 无线通信模块设计
• 3.6.1 Q24plus 无线通信模块
• 3.6.2 模块的结构和功能
• 3.6.3 模块外围硬件设计
• 本章小结
• 第四章 基于ADS 的软件设计与实现
• 4.1 ARM 集成开发环境
• 4.1.1 ADS1.2 介绍
• 4.1.2 使用ADS 创建工程
• 4.1.3 用AXD 进行代码调试
• 4.2 软件总体设计
• 4.3 各个功能模块软件设计
• 4.3.1 ARM 硬件启动程序设计
• 4.3.2 ADC 采集程序设计
• 4.3.3 开关量采集程序设计
• 4.3.4 485 总线数据采集程序设计
• 4.3.5 CRC 循环码校验程序设计
• 4.3.6 GPRS 上网控制及数据传输程序设计
• 4.3.7 远程上位机客户端监控软件
• 4.4 系统运行
• 4.4.1 客户端连接服务器
• 4.4.2 模拟量采集
• 4.4.3 开关量采集
• 4.4.4 485 数据采集
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢