节水灌溉无线数据及语音传输控制方法的研究

论文摘要

我国是一个农业大国和水资源极其短缺的国家,由于灌溉设施性能不完善,导致目前灌溉用水浪费现象又十分严重,灌溉用水利用率比以色列、美国等节水灌溉技术发达国家差距很大.然而,随着科学技术的不断的发展,特别是信息技术、数字化技术的发展,使得对农业灌溉水资源管理也上了一个新台阶,并且促进了传统灌溉管理模式发生重大变革。目前,嵌入式系统开发已经成为一个热门话题。嵌入式系统多指完成一种或者多种特定功能的计算机系统,是软硬件的紧密结合体,其产品具有成本低、可靠性高、体积相对较小的特点,并且在嵌入式通用平台设计好以后,二次的应用技术开发变的异常简单,可以提高同类工作原理产品设计的效率,处理能力和应用方面也得到了很大的扩充。基于以上原因,本文在此背景下以数话同传做为嵌入式操作系统VxWorks和高端通信处理器MPC885的一个重要的应用点,设计开发了一套用于解决类似田间节水灌溉控制系统。它以MPC885 PowerQUICC和VxWorks做为嵌入式平台特色,实现节水灌溉中的数据语音同时无线GPRS实时通信应用。本文由浅入深,从基本的原理、技术开始分析,阐述操作系统编程,并且介绍了硬件设计方案、数据话音的复分接和无线通信模块GPRS实现原理,并完成开发了在MPC885上VxWorks的驱动程序和相应的应用程序等,最后对本应用系统的发展前景进行了总结和展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 节水灌溉系统发展的现状和前景
• 1.1.1 国外目前的先进节水灌溉状况
• 1.1.2 我国节水灌溉技术的现状
• 1.2 本课题的研究目的和意义
• 1.3 本课题的来源
• 1.4 本课题主要特点
• 2 节水灌溉系统的整体设计
• 2.1 系统设计要求
• 2.2 系统设计原则
• 2.3 系统总体设计
• 2.3.1 系统各部分组成
• 2.3.2 控制监测端实现方式
• 2.3.3 无线通信传输部分
• 2.3.3.1 传统的嵌入式远程通信
• 2.3.3.2 现代嵌入式远程通信
• 3.3.4 数字逻辑电路部分
• 2.3.5 系统工作原理
• 2.3.6 系统拟解决的问题
• 3 系统的嵌入式通用平台的设计
• 3.1 嵌入式系统的概念及其应用
• 3.1.1 嵌入式系统的概念和组成
• 3.1.2 嵌入式操作系统和处理器
• 3.2 系统主处理器 MPC885 及 VxWorks 系统应用
• 3.2.1 UART 和HDLC 协议设计
• 3.2.2 嵌入式实时操作系统VxWorks
• 3.2.3 Torando 集成开发环境
• 3.2.4 嵌入式通用平台的硬件设计
• 4 系统具体设计功能的实现
• 4.1 BSP 设计及系统启动
• 4.1.1 BSP 操作及初始化
• 4.1.2 BSP 调试及系统启动顺序
• 4.2 VXWORKS 下驱动设计
• 4.2.1 VxWorks 下的驱动结构设计
• 4.2.1.1. iosInito 函数，初始化I/O 系统
• 4.2.1.2. xxDrv（）函数，初始化驱动程序
• 4.2.1.3. 驱动程序表
• 4.2.1.4. xxDevCreate（）函数，它创建设备并在设备表中添加设备，代码如下
• 4.2.1.5. 设备列表
• 4.2.1.6. Open（）函数，用它打开设备，其fd、dev 和drv 的调用过程如下
• 4.2.1.7. 字符设备驱动程序接口
• 4.2.2 串口驱动程序设计
• 4.2.3 GPRS 通信设计原理及实现
• 4.2.3.1 TCP/IP 网络协议及设计原理
• 4.2.3.2 Socket 实现双工通信
• 4.3 语音压缩编码设计
• 4.3.1 语音压缩编码原理及初始化
• 4.3.2 语音DSP 具体应用软件设计
• 4.4 逻辑电路设计
• 5 系统总体任务软件设计
• 5.1 系统软件任务关系
• 5.2 系统任务软件设计
• 5.2.1 数据语音帧结构
• 5.2.2 系统发送的任务
• 5.2.3 系统接收的任务
• 5.3 系统多任务机制设计
• 6 结论
• 参考文献
• 缩略语
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢