基于嵌入式Linux的水文流速信号处理系统研究与设计
发布时间：2021-10-20 08:10
在工程测量领域,流量、物位、压力、温度是主要的热变测量参数,其中流量流速测量一直是测量领域研究的重要部分。在国民经济领域中,每天经流量仪表流转的财富为数甚巨。就以我国生产一亿多吨石油及后续成品的交接计量,流转财富以1012数量级（万亿）计算,0.1%～0.2%计量损失就高达数十亿元。体现民生的水文水资源测量,在防洪、灌溉等领域,流量测量的准确、实时与便利同样与国民利益紧密相关。而随着嵌入式计算机的发展,存储技术的不断提升和半导体工艺的成熟,在Internet全面发展的后PC时代,嵌入式系统由于其高性能,低功耗以及设计灵活的特点正得到越来越多的广泛应用。这与在测量仪器领域,高端用户往往在保有对仪表精确度的严格标准的同时对仪表的通信,数据处理和人性化操作界面方面提出了更高的要求相吻合。以ARM为代表的一系列32位RISC处理器有潜力在新时代的仪器仪表以及消费电子,工业控制等方面的开发领域中扮演举足轻重的角色。传统流速信号处理系统采用人工计数或者8/16位MCU核心处理器处理信号数据,具有操作繁琐,对浮点数计算精度差,数据处理不便,通信方式单一的弱点。并且普通单片机的代码可移植性较差,几乎所...
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水文测量系统及自动化相关技术发展
1.2.2 嵌入式系统的发展
1.3 本文的主要内容
第二章 明渠流速测量原理与相关仪器技术
2.1 主要的流速仪分类与测量原理
2.2 流速仪的工作环境和主要要求
2.2.1 流速仪的可靠性要求
2.2.2 流速仪的准确度要求
2.2.3 流速仪的环境适应性要求
2.3 转子式流速仪
2.3.1 转子式流速仪的测量原理
2.3.2 旋桨式测量仪
2.4 明渠河流流量测量原理
第三章 流速信号处理系统框架与硬件设计
3.1 系统总体框架
3.2 ARM 核心模块选择
3.2.1 ARM 处理器选型
3.2.2 存储系统设计
3.2.2.1 内存电路设计
3.2.2.2 FLASH 电路设计
3.3 输入信号模块
3.4 电源模块与复位模块设计
3.4.1 复位模块设计
3.4.2 电源模块设计
3.5 人机交互模块设计
3.5.1 输入模块
3.5.2 输出模块
3.6 调试模块设计
3.7 通信模块设计
3.7.1 以太网通信接口设计
3.7.2 USB 接口设计
3.7.3 串口通信设计
3.8 硬件系统调试
第四章 流速信号处理系统软件设计
4.1 交叉编译与开发环境构建
4.2 系统软件架构
4.3 Bootloader 移植
4.4 linux 内核的修改与移植
4.5 建立根文件系统
4.6 流速仪应用程序设计
4.6.1 数据采集与流量计算
4.6.1.1 数据采集程序设计
4.6.1.2 数据处理程序设计
4.6.2 GUI 设计
4.6.3 硬件驱动程序设计
4.6.4 存储系统设计
第五章 系统集成与测试
5.1 仪表硬件组装与接口设计
5.1.1 滤波电路模块
5.1.1.1 滤波电路原理图设计
5.1.1.2 滤波电路PCB 设计
5.1.2 水下信号传输模块
5.2 流量信号的动态特性与校正
5.3 系统功能模块测试
5.3.1 TFT 液晶触摸屏测试
5.3.2 GPRS 通信模块
5.3.3 存储模块
5.4 测量结果
第六章 结论与展望
参考文献
附录
致谢
硕士期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]光滑明渠均匀紊流水流结构研究[J]. 胡江,杨胜发. 人民黄河. 2009(03)
[2]基于三星S3C2440 Boot Loader的研究[J]. 何臻祥,陈波. 兵工自动化. 2008(06)
[3]Linux内核特点及移植[J]. 杨勇. 成都大学学报(自然科学版). 2008(01)
[4]嵌入式系统的电源特性[J]. 李丹. 成都大学学报(自然科学版). 2008(01)
[5]转子流量计的原理及计算[J]. 王勇,申航旗. 计量与测试技术. 2008(03)
[6]光滑壁面明渠底壁切应力试验研究[J]. 陈小芳,何建京. 河海大学学报(自然科学版). 2007(06)
[7]基于S3C4510B的网络型防盗报警器的设计[J]. 朱胜,唐胜安,宋崇武. 安防科技. 2007(09)
[8]嵌入式Linux设备驱动的设计方法研究[J]. 张威,黄冲. 江西师范大学学报(自然科学版). 2007(04)
[9]嵌入式实时操作系统在ARM上移植的分析与应用研究[J]. 孙育河,梁岚珍. 计算机系统应用. 2007(05)
[10]基于S3C44B0的触摸屏应用设计[J]. 韩玺,李哲英. 北京联合大学学报(自然科学版). 2006(04)
博士论文
[1]智能仪表软件开发的自动化技术研究[D]. 高新闻.上海大学 2007
硕士论文
[1]基于ARM的PC/104总线嵌入式工控机的研究和实现[D]. 李臻君.湖南大学 2008
本文编号：3446558
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水文测量系统及自动化相关技术发展
1.2.2 嵌入式系统的发展
1.3 本文的主要内容
第二章 明渠流速测量原理与相关仪器技术
2.1 主要的流速仪分类与测量原理
2.2 流速仪的工作环境和主要要求
2.2.1 流速仪的可靠性要求
2.2.2 流速仪的准确度要求
2.2.3 流速仪的环境适应性要求
2.3 转子式流速仪
2.3.1 转子式流速仪的测量原理
2.3.2 旋桨式测量仪
2.4 明渠河流流量测量原理
第三章 流速信号处理系统框架与硬件设计
3.1 系统总体框架
3.2 ARM 核心模块选择
3.2.1 ARM 处理器选型
3.2.2 存储系统设计
3.2.2.1 内存电路设计
3.2.2.2 FLASH 电路设计
3.3 输入信号模块
3.4 电源模块与复位模块设计
3.4.1 复位模块设计
3.4.2 电源模块设计
3.5 人机交互模块设计
3.5.1 输入模块
3.5.2 输出模块
3.6 调试模块设计
3.7 通信模块设计
3.7.1 以太网通信接口设计
3.7.2 USB 接口设计
3.7.3 串口通信设计
3.8 硬件系统调试
第四章 流速信号处理系统软件设计
4.1 交叉编译与开发环境构建
4.2 系统软件架构
4.3 Bootloader 移植
4.4 linux 内核的修改与移植
4.5 建立根文件系统
4.6 流速仪应用程序设计
4.6.1 数据采集与流量计算
4.6.1.1 数据采集程序设计
4.6.1.2 数据处理程序设计
4.6.2 GUI 设计
4.6.3 硬件驱动程序设计
4.6.4 存储系统设计
第五章 系统集成与测试
5.1 仪表硬件组装与接口设计
5.1.1 滤波电路模块
5.1.1.1 滤波电路原理图设计
5.1.1.2 滤波电路PCB 设计
5.1.2 水下信号传输模块
5.2 流量信号的动态特性与校正
5.3 系统功能模块测试
5.3.1 TFT 液晶触摸屏测试
5.3.2 GPRS 通信模块
5.3.3 存储模块
5.4 测量结果
第六章 结论与展望
参考文献
附录
致谢
硕士期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]光滑明渠均匀紊流水流结构研究[J]. 胡江,杨胜发. 人民黄河. 2009(03)
[2]基于三星S3C2440 Boot Loader的研究[J]. 何臻祥,陈波. 兵工自动化. 2008(06)
[3]Linux内核特点及移植[J]. 杨勇. 成都大学学报(自然科学版). 2008(01)
[4]嵌入式系统的电源特性[J]. 李丹. 成都大学学报(自然科学版). 2008(01)
[5]转子流量计的原理及计算[J]. 王勇,申航旗. 计量与测试技术. 2008(03)
[6]光滑壁面明渠底壁切应力试验研究[J]. 陈小芳,何建京. 河海大学学报(自然科学版). 2007(06)
[7]基于S3C4510B的网络型防盗报警器的设计[J]. 朱胜,唐胜安,宋崇武. 安防科技. 2007(09)
[8]嵌入式Linux设备驱动的设计方法研究[J]. 张威,黄冲. 江西师范大学学报(自然科学版). 2007(04)
[9]嵌入式实时操作系统在ARM上移植的分析与应用研究[J]. 孙育河,梁岚珍. 计算机系统应用. 2007(05)
[10]基于S3C44B0的触摸屏应用设计[J]. 韩玺,李哲英. 北京联合大学学报(自然科学版). 2006(04)
博士论文
[1]智能仪表软件开发的自动化技术研究[D]. 高新闻.上海大学 2007
硕士论文
[1]基于ARM的PC/104总线嵌入式工控机的研究和实现[D]. 李臻君.湖南大学 2008
本文编号：3446558
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