嵌入式远程测控终端的设计与实现

发布时间：2020-05-11 11:13

【摘要】：进入21世纪,我国嵌入式技术进入了一个高速发展的时期。嵌入式的测控终端是自动化测控系统中非常重要的设备之一。目前我国已经使用的集成到安全监控中的测控设备大部分来自国外,国外的设备功能专一、价格昂贵、维修不便等极大地影响着我国自动化测控系统的快速推进。嵌入式技术的成熟应用给我国开发自主先进的终端设备带来了机遇,本文利用系统工程的理论和嵌入式的技术设计实现了一种远程测控终端,降低成本提高经济效益,进一步改变此类设备发展的瓶颈。论文通过对测控终端的发展状况、应用背景、开发意义以及嵌入式的相关知识理论的介绍,从总体方案设计、系统硬件设计和系统软件设计三个方面着重阐述了嵌入式测控终端的设计与实现过程。从大坝数据采集监控系统入手介绍其应用背景,从而嵌入式的远程测控终端的设计与实现具有非常重要的课题研究意义和实践价值,进一步分析了其在国内外的发展现状。结合嵌入式理论知识和嵌入式技术开发的说明,论文给出了嵌入式远程测控终端的总体方案设计。硬件方面主要包含的内容有中央处理单元的设计、数字量和模拟量输入输出模块的硬件开发和数据通信模块的原理;软件方面采用模块化设计的思想依次实现了底层的硬件驱动程序、TCP/IP协议栈、Modbus应用层协议和数据采集与控制输出程序。本文设计实现了该测控终端并对其进行了软硬件的调试,达到了预期的效果,所采用的方案和设计方法合理有效。论文中有许多独特的设计处理方法,具有较强的现实意义,设计开发的测控终端有非常广阔的应用前景。
【图文】：

系统结构图,系统结构图

输出控制继电器、标准的 4-20MA 模拟量输入、标准 4-20M的测量以及应力应变的频率测量等。充分利用 ARM 处理器配置了 RS232 和 RS485 串行接口以及以太网接口用于数据通个部分：一个是 RS232 和 RS485 通信，一个是以太网通信。述三个模块提供电源的控制。RTU 系统的原理图框图如图 2.

电路原理图,电路原理图,电池供电,输入范围

路、JTAG 调试电路、选择指示电路。该测控终端的供电为 12V，所以 12V 要先为 5V，然后再将 5V 降压为 3.3V，转换使用到的主要芯片为 LM2576-5S1117-3.3。这两个芯片都可以承受-40°~125°的温度范围，且前者可在 8V-40V压输入范围内正常工作，后者在 4.75V-12V 的电压输入范围内正常工作。电源设置 LED 灯指示电源的通断。系统要求掉电保持功能所以设置电池供电方案，两只二极管并联在电源供电失效的情况下选择电池供电。选择电路通过设置短关选择终端处于测试、中断、管理等模式下，，指示电路通过 LED 灯的亮和灭指统的 RUN、RSV 状态。CPU 外围电路的原理图如图 3.1：
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP368.1;TP872

【引证文献】