基于ARM的网络水文站

论文摘要

由于现代电子技术、传感技术、通信技术和计算机技术的迅速发展，自动化检测成为一个广泛的热门研究内容。水文监测技术也从传统的人工检测向自动化检测转变，水文自动化检测不仅能够及时准确的传输数据，还能节约大量的人力物力资源、保障检测人员的人身安全。本文研究的网络文水站采集的水文数据包括：水位，水流量，挟沙量主要水文检测数据。传感器将水文数据送到控制系统，系统将模拟信号转换为数字信号并存储，最后以访问系统WEB页的形式显示出来。由于系统采用internet传送数据，所以可以克服监测点分散，分布范围广的问题，尤其可以减少抄、传数据的人力和物力的耗费。所有水文数据可以逐级上传，保证水利检测部门及时反应、决策。监测点设计成专用模块，无需专人看守，极大的提高了自动化监测能力。系统采用LPC2214作为核心处理芯片，采用实时操作系统μC／OS-Ⅱ并在上面实现一个TCP／IP协议栈来完成以太网的设计。系统使用一个10M的以太网接口芯片RTL8019接入到internet，最终完成网络水文站的功能。为了增强系统的可靠性，系统还增加了USB接口，以方便在网络出现故障的时候数据转移备份。在μC／OS-Ⅱ嵌入式操作系统平台上开发软件，绝大部分软件采用了标准的ANSIC语言编写，软件的可移植性强。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 选题依据与研究意义
• 1.2 国内外研究现状以及发展方向
• 1.3 课题来源及研究成果特色
• 第2章 系统方案的选择
• 2.1 传感器选择
• 2.2 系统传输协议选择
• 2.3 主控制器芯片选择
• 2.4 以太网芯片的选择
• 2.5 接口芯片的选择
• 2.6 操作系统选择
• 第3章 系统硬件设计
• 3.1 信号调理电路
• 3.2 ARM主控系统
• 3.2.1 时钟与复位电路设计
• 3.2.2 TRL8019网卡电路:
• 3.2.3 USB接口电路设计
• 3.2.4 其它接口电路设计
• 3.3 电源设计
• 3.4.系统设计注意事项
• 第4章 系统软件设计
• 4.1 软件的结构层次
• 4.2 软件开发环境
• 4.3 μC/OS—Ⅱ操作系统的移植
• 4.3.1 μC/OS—Ⅱ操作系统的组成
• 4.3.2.μC/OS—Ⅱ操作系统的移植条件
• 4.3.3 μC/OS—Ⅱ移植需要解决的问题和解决办法
• 4.3.4 基于μC/OS—Ⅱ的实时多任务软件设计
• 4.4 TCP/IP协议栈设计
• 4.4.1 以太网驱动程序的编写
• 4.4.2.以太网层程序的编写
• 4.4.3.ARP协议处理程序
• 4.4.4.IP协议处理程序
• 4.4.5 ICMP协议处理程序
• 4.4.6 TCP协议处理程序
• 4.4.7.SOCKET API程序
• 4.5 嵌入式WEB服务器的功能实现
• 4.5.1 超文本传输协议
• 4.5.2 基于TCP/IP的WEB服务器实现
• 4.6 USB接口软件设计
• 第5章 系统测试
• 5.1 精确度测试
• 5.2 系统WEB服务器测试
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录