基于嵌入式系统的水情监测

论文摘要

通过水情数据的自动测报来实现水资源的节约和合理利用,是水利现代化发展的必然趋势。随着因特网的发展,Web技术的广泛应用,嵌入式系统在网络中的应用愈来愈广泛,网络化已成为我国水情测报系统的一个重要的发展方向。由于水情监测点通常地理位置分散、条件恶劣,传统的人工抄取监测数据很不方便,执行效率低,有线方式收集监测数据组网困难,受条件限制,目前维护成本较高。针对此类问题,本论文结合最新的嵌入式技术、传感器技术,移动通信技术,设计了一种基于GPRS的水情监测系统,进行江河流域降雨量、水位、闸门开度等数据的实时采集、报送和处理的信息系统。该系统可以为水利部门提供及时准确的信息,提高水利部门的管理水平。论文首先简要回顾了国内外相关的水情遥测系统的发展历史和方向。比较了各种无线通信和传统的PSTN通信方式后,提出了基于GPRS网络通信的嵌入式水情监测系统结构,从功能上分为嵌入式数据采集模块、GPRS数据传输模块以及上位机数据中心三大模块。第二部分详细设计了基于ARM7微处理器S3C44BOX及SIM100模块的下位机嵌入式系统硬件平台,为本系统建立良好开发平台。第三部分介绍了基于嵌入式系统的软件设计,包括操作系统uClinux的移植和下位机软件和上位机数据处理中心软件的介绍。论文最后给出了本论文的工作总结以及关于对进一步的工作方向进行了简要的讨论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 问题的提出
• 1.3 文献综述
• 1.4 课题研究主要内容
• 1.5 研究方法
• 第二章 水情监测系统整体设计方案
• 2.1 系统的总体设计方案
• 2.2 数据采集与处理技术
• 2.3 嵌入式系统介绍
• 2.3.1 嵌入式系统特点
• 2.3.2 嵌入式系统的体系结构
• 2.3.3 嵌入式系统的应用现状及发展前景
• 2.4 GPRS/GSM 网络介绍
• 2.4.1 GPRS/GSM 工作原理
• 2.4.2 用于监控系统数据采集的常见方法及其特点
• 2.4.3 用于各种监控系统的通讯方式及其比较
• 2.5 小结
• 第三章 水情监测系统终端硬件设计
• 3.1 嵌入式处理器的选型
• 3.1.1 嵌入式处理器介绍
• 3.1.2 为什么选择ARM 架构
• 3.2 ARM 处理器特点及S3C44B0X 的硬件资源
• 3.2.1 ARM 处理器的特点
• 3.2.2 S3C44B0X 的硬件资源
• 3.2.3 S3C44B0X 接口电路的设计
• 3.3 小结
• 第四章 水情监测系统软件设计
• 4.1 嵌入式系统的开发流程
• 4.2 嵌入式操作系统平台介绍及课题操作系统的选型
• 4.2.1 嵌入式操作系统介绍
• 4.2.2 课题操作系统选型
• 4.3 基于ARM 和UCLINUX 平台的软件设计过程
• 4.3.1 基本开发流程与开发环境的建立
• 4.3.2 在宿主机上安装和设置开发工具，建立交叉编译环境
• 4.3.3 BootLoad 的移植
• 4.3.4 配置和编译内核
• 4.4 开发和运行应用程序
• 4.4.1 AT 指令介绍
• 4.4.2 linux 串口通信
• 4.4.3 uClinux 下的串口 I/O 操作
• 4.4.4 课题应用程序开发
• 4.5 小结
• 第五章 省市控制服务器软件设计
• 5.1 查看历史水情信息
• 5.2 查看实时水情信息
• 5.3 上报水情信息
• 5.4 系统设置
• 第六章 结论
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历