基于物联网嵌入式水产养殖无线远程监控系统

发布时间：2017-05-26 06:00

  本文关键词：基于物联网嵌入式水产养殖无线远程监控系统，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本课题利用嵌入式ARM+Linux开发一套水产养殖无线网络远程监控系统,目的在于解决传统水产养殖行业中存在的人工观测控制水质环境参数不精确和有线监测限制于布线、不便携等问题。该系统能为水产养殖领域提供一套方便移动,精确可靠的新方法。该系统主要分为三个部分,远程现场数据采集收发设备、服务器中转存储设备、手持终端显示控制设备。远程现场利用MSP430f149单片机将各种传感器采集的水质参数模拟量转换为数字量,并作为ON-OFF控制的数据来源实现对氧、水泵自动控制;各项数据通过华为GTM900C无线模块建立TCP连接,以无线方式发送到远程数据库服务器中并存储。服务器采用S3C2440芯片配合必要外围模块,运行linux系统,通过WiFi网卡无线连接路由器与外界进行数据通信。服务器中移植SQLite数据库,对远程现场端发送的参数进行分类插入储存。该专用服务器替代传统计算机主机服务器,剔除多余功能模块,具有造价便宜、设备轻巧、安置方便等优点。手持终端也采用S3C2440和Linux搭建最小系统,利用LCD液晶触摸屏进行人机交互,并借助3G高速无线模块在移动状态下和服务器进行数据交换。手持终端可以查看来自现场端的数据和发送控制命令到现场端,控制氧泵和水泵的开闭,手动控制水质参数。该系统经雷磁公司研制的水质参数测量仪和德控公司研发的水位测试仪分析对比,具有较高检测精度。现场端、服务器端及客户端之间的交互响应时间短,数据传输成功率高,界面操作简单,菜单分类明确且切换流畅,人机交互感受友好,故该系统具有一定的稳定性及实用性。
【关键词】：远程监控 水产养殖 MSP430 GTM900C 嵌入式
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP277;TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 课题研究的背景和意义9
• 1.2 本课题国内外发展现状9-12
• 1.3 水产养殖行业技术发展趋势12-14
• 1.4 本课题涉及的理论技术14
• 1.5 本课题使用的控制方法14-16
• 1.5.1 控制方法的选择14-15
• 1.5.2 溶氧与水位ON-OFF控制15-16
• 1.6 本论文主要内容概述16-18
• 第二章 系统整体硬件设计18-34
• 2.1 系统整体硬件结构设计18-19
• 2.2 远程现场端数据采集处理传输设备硬件19-28
• 2.2.1 传感器及其调理电路硬件20-24
• 2.2.2 MSP430与GTM900C最小系统组合电路24-26
• 2.2.3 MSP430与GTM900C电源稳压电路26-28
• 2.3 嵌入式数据库服务器硬件设计28-30
• 2.3.1 S3C2440芯片功能特性28-29
• 2.3.2 无线WiFi模块功能特性29-30
• 2.4 手持设备客户端硬件设计30-33
• 2.4.1 LCD液晶触摸屏功能特性30-31
• 2.4.2 WM8976声卡模块功能特性31-32
• 2.4.3 3G无线网卡模块功能特性32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 系统整体软件设计34-74
• 3.1 系统整体程序流程34-35
• 3.2 远程现场端软件设计35-41
• 3.2.1 MSP430单片机模数采集程序设计36-37
• 3.2.2 MSP430单片机串行通信程序设计37-39
• 3.2.3 GTM900C建立TCP/IP链接传输程序设计39-41
• 3.3 服务器开发所需支持工具41-47
• 3.3.1 Linux操作系统特点42
• 3.3.2 wpa_supplicant工具及WiFi网卡移植使用42-44
• 3.3.3 SQLite数据库及其程序设计44-47
• 3.4 服务器所连接路由器转发设置47-51
• 3.4.1 路由器转发各选项设置流程48-49
• 3.4.2 花生壳动态域名解析49-51
• 3.5 服务器与客户端（现场端）之间网络通信设计51-59
• 3.5.1 TCP/IP网络通信特点51-52
• 3.5.2 服务器与客户端、现场端之间socket通信程序设计52-56
• 3.5.3 IO复用循环服务器56-59
• 3.6 手持设备客户端程序设计59-73
• 3.6.1 3G上网卡驱动移植60-61
• 3.6.2 S3C2440 LCD控制器操作61-64
• 3.6.3 S3C2440触摸屏操作64-65
• 3.6.4 客户端GUI图形用户界面65-70
• 3.6.5 WM8976声卡模块移植与使用70-71
• 3.6.6 客户端电源管理低功耗省电模式71-73
• 3.7 本章小结73-74
• 第四章 实验结果及其分析74-83
• 4.1 参数数据监测精确性及其分析74-77
• 4.1.1 溶氧数据精确性分析75
• 4.1.2 温度数据精确性分析75-76
• 4.1.3 PH数据精确性分析76-77
• 4.1.4 水位数据精确性分析77
• 4.2 溶氧及水位控制效果分析77-79
• 4.2.1 溶氧ON-OFF控制效果78
• 4.2.2 水位ON-OFF控制效果78-79
• 4.3 现场端发送数据到服务器成功率及其分析79-80
• 4.4 客户端发送命令到现场端成功率和响应时间及其分析80-81
• 4.5 客户端请求服务器数据成功率和响应时间及其分析81-82
• 4.6 本章小结82-83
• 第五章 课题结论及展望83-86
• 5.1 课题设计总结83-84
• 5.2 课题设计不足分析及展望84-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-91
• 在学期间发表的学术论文及其他科研成果91

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