数据采集系统在远程通信中的研究与应用

论文摘要

数据采集系统已广泛的应用到测量、监测、控制、诊断、科学实验等各个领域中。近年来,数据采集技术由于采用了微机等一系列新技术,得到了飞速的发展。其中,GPRS由于其优越的性能已被广泛应用于数据采集系统中。本文针对远程水情数据采集的问题,提出设计了一种基于GPRS的远程数据采集系统,对水位进行采集并进行处理。本设计利用了GPRS通信模块、PIC单片机、水位传感技术以及现有的GPRS网络,实现对水情数据的自动监测,从而达到取代现有落后的水情测报系统,更加合理有效的利用现有水资源的目的。该系统在结构上主要包括两个模块——远端水情数据采集终端和GPRS远程传送部分。远端水情数据采集终端由传感器、单片机、GPRS通信模块等组成,网络数据的采集,转换,放大,滤波,以短信形式将水情数据发送给数据采集控制管理中心。数据采集控制管理中心由GPRS通信模块,管理模块和后台数据库等组成,对远端模块发送上来的数据进行分析和处理,生成相关的报表及图表,完成相关处理。为了减小体积,提高运行的稳定性和可靠性,本系统在电路设计、器件选择制版方面都做了精心的考虑,如充分考虑了单片机与GPRS通信模块的通信问题。系统软件采用了C语言编写,采用了模块化结构,在减小软件体积、提高代码效率和运行可靠性方面都有了保证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 远程监测/数据采集技术的现状与发展
• 1.3 本课题研究的内容、解决的问题及意义
• 1.3.1 本课题研究的内容
• 1.3.2 本文的主要工作
• 1.3.3 本课题解决的问题
• 1.3.4 本课题的研究意义
• 第二章 水情遥测系统的现状分析
• 2.1 水情遥测系统的概述
• 2.2 水情遥测系统的组成
• 2.3 现有水情遥测系统通信方式
• 2.3.1 有线通信方式
• 2.3.2 GSM短信息通信方式
• 2.3.3 超短波通信方式
• 2.3.4 卫星通信方式
• 2.3.5 无线通信方式性能比较
• 第三章 GPRS通信技术
• 3.1 移动通信技术的发展概况
• 3.2 GPRS概述
• 3.2.1 GPRS的性能特点
• 3.2.2 SMS的技术规范
• 3.3 GSM AT指令
• 3.4 GPRS的优点
• 3.5 SMS的不足
• 3.6 GPRS网络的现状和发展
• 3.7 GPRS的新应用和局限性分析
• 第四章 系统的硬件部分
• 4.1 单片机系统的硬件连接
• 4.1.1 系统的总体结构及其描述
• 4.1.2 单片机及其外围电路（即下位机电路部分）
• 4.2 传感器
• 4.2.1 雨量传感器
• 4.2.2 水位计
• 4.2.3 温度传感器
• 4.3 PIC18F452-I/P单片机的介绍
• 4.4 DTU硬件系统
• 4.4.1 终端设备DTU概述
• 4.4.2 GPRS DTU工作流程
• 4.4.3 DTU硬件系统图
• 4.5 传输系统
• 4.6 电平转换电路
• 4.7 串口接口
• 第五章 数据采集系统的软件设计
• 5.1 系统软件概述
• 5.2 单片机数据终端系统
• 5.3 GPRS DTU程序设计
• 5.4 GPRS短消息的接收和发送
• 5.5 GPRS传输数据主要流程
• 5.6 PIC18F453-I/P数据采集及处理子程序
• 5.6.1 A/D转换
• 5.6.2 单片机串口通信程序
• 5.6.3 通道的选择及其实现的程序部分
• 5.6.4 LED数码管显示程序
• 5.6.5 雨量计的计数程序实现部分
• 5.7 GPRS调试及其传感器的相关经验
• 第六章 实验结果分析
• 6.1 模拟数据显示部分
• 6.2 雨量计计数并显示部分
• 6.3 水位计数据显示部分
• 6.4 温度数据显示部分
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 （研究生在读期间已公开发表的论文）