低功耗多通道多方式数据传输控制系统研究及应用

发布时间：2017-05-15 15:03

  本文关键词：低功耗多通道多方式数据传输控制系统研究及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：针对目前国内水资源监测设备存在的功耗较高、不智能、效率低问题,设计了一套低功耗多通道多方式数据传输控制系统,能够在无人监管、无市电供给的场合下,对水位、流量等多种水资源参数进行监测。系统由监测中心单元、传输单元、基站单元组成。该系统内嵌入了具有对不确定性监测数据质量优化功能的软件,本文详细阐述了数据质量优化方法的理论依据。在硬件设计上,通过低功耗硬件方案讨论,进行了低功耗设计,并根据项目的实际需求,设计了Ethernet通信电路、GPRS通信电路以及RS232/485通信电路。在软件方面,基于μC/OS-Ⅱ设计了系统程序,采用多任务方式,完成了系统移植与任务规划。为保证系统的稳定性,设计了数据传输控制系统实验平台,并对数据传输控制系统进行了实验验证。为方便对系统硬件的测试,设计了一套硬件工装测试平台,并详细介绍了该测试平台的工作原理。在终端功耗测试中,通过功率仪对终端电路板不同工作状态进行了功耗测试,并合理估算出终端的平均功耗,其功耗满足系统设计的功耗。本文为此类监控终端系统提供了一种解决方案和设计思路。
【关键词】：低功耗 监测系统 测试平台 功耗测试
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P335
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题背景及研究意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10
• 1.3 本智能数据传输系统的技术特征10-11
• 1.4 论文研究主要内容11-12
• 1.5 本章小结12-13
• 第二章 监测系统方案设计13-18
• 2.1 系统需求分析13
• 2.2 系统总体设计13-15
• 2.2.1 系统总体方案设计13-14
• 2.2.2 监测终端硬件模块结构总体介绍14-15
• 2.3 系统低功耗的总体设计15-17
• 2.3.1 低功耗理论基础研究15-16
• 2.3.2 系统实现低功耗的总体设计16-17
• 2.4 本章小结17-18
• 第三章 数据传输终端硬件设计18-31
• 3.1 数据传输终端低功耗设计18-23
• 3.1.1 低功耗数据传输终端优点18-19
• 3.1.2 低功耗系统硬件选型设计19-20
• 3.1.3 低功耗电源电路模块设计20-22
• 3.1.4 基于电流传感器的多路采集单路转换的低功耗控制电路22-23
• 3.2 多方式通信电路设计23-28
• 3.2.1 RS232/485电路模块设计23-24
• 3.2.2 GPRS通信接口电路模块设计24-26
• 3.2.3 以太网电路模块设计26-28
• 3.3 多通道数据采集电路设计28-30
• 3.3.1 传感器接口电路设计28-29
• 3.3.2 脉冲信号输入电路设计29-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第四章 终端点软件设计与实现31-43
• 4.1 终端软件整体框架介绍31-36
• 4.1.1 μC/OS实时操作系统简介31-32
• 4.1.2 μC/OS-Ⅱ工程架构32-33
• 4.1.3 STM32的软件整体框架33-36
• 4.2 STM32的GPRS程序设计36-38
• 4.2.1 GPRS任务同步36-38
• 4.3 监测数据质量优化方法设计38-41
• 4.3.1 水资源监测中的不确定性数据问题分析38-39
• 4.3.2 水位监测数据质量优化方法理论依据39-41
• 4.4 本章小结41-43
• 第五章 系统实验测试研究43-61
• 5.1 Visual Basic 6.0简介43
• 5.2 终端设备功能测试软件的设计与实现43-47
• 5.2.1 Windows Sockets简介43-44
• 5.2.2 功能测试总体设计44-47
• 5.3 利用Bootloder程序,通过串口调试电路板47-51
• 5.3.1 Bootloder的作用47-48
• 5.3.2 利用Bootloder程序用串口调试电路板48-51
• 5.4 数据传输系统实验平台的建立51-54
• 5.4.1 系统平台通信原理52-53
• 5.4.2 多串口转以太网通信测试53
• 5.4.3 GPRS远程传输稳定性测试53-54
• 5.5 终端电路板各模块电源和功耗测试54-60
• 5.5.1 系统硬件工装测试平台介绍54-57
• 5.5.2 数据终端电路板功耗测试57-60
• 5.6 本章小结60-61
• 第六章 结论与展望61-62
• 参考文献62-64
• 附录64-71
• 在学期间的科研成果71-72
• 致谢72

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