面向大数据量传输的GPRS数据终端研究

发布时间：2016-09-27 17:08

  本文关键词：GSM网络通信在车载GPS定位管理系统中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

《大连理工大学》 2010年

面向大数据量传输的GPRS数据终端研究

吴建星  

【摘要】： 随着移动通信技术的迅速发展,GPRS网络提供的Internet接入业务已经成为实现远距离无线数据通讯的重要手段。本文在实际项目的支持下,针对具体的工程应用需求,设计开发了一种面向大数据量传输的GPRS数据终端。论文详细介绍了GPRS数据终端的软硬件设计过程,并在最后对其性能进行了实验测试。 由于GPRS数据终端采用外部协议栈设计,因此系统需要较多的RAM和FLASH资源,为了降低硬件设计的复杂度,本文选用片内资源丰富的32位ARM处理器LPC2106作为系统的微处理器。结合GPRS射频模块MC55,外部FLASH存储器K9F1G08U0B和高效的电源管理模块,完成了GPRS数据终端的硬件设计。 系统软件基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ和嵌入式TCP/IP协议栈LwIP设计。根据实际的应用需求,首先进行了操作系统任务的划分与设计,然后分别介绍了PPP协议和LwIP协议的实现过程,接着进行了UART驱动和存储系统的设计,最后针对GPRS无线网络的特点,对TCP协议进行了优化。 本文最后对GPRS数据终端进行了数据传输性能测试。首先搭建了对比实验平台,然后分别对基于外部协议栈和内嵌协议栈的GPRS数据终端进行了数据传输性能测试,通过分析比较测试结果,证明了本文设计的基于外部协议栈的GPRS数据终端的数据传输性能良好,达到了预期设计目标。接着,对基于NewReno机制和有限传送机制的TCP协议实现效果进行了测试,测试结果表明,优化后的TCP协议有助于提高GPRS数据终端的数据传输性能,并且在GPRS网络环境较差的情况下,效果会更加明显。

【关键词】：
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TN929.532
【目录】：

摘要4-5

Abstract5-8

1 绪论8-13

1.1 课题背景及研究意义8-9

1.2 远程无线数据通信技术发展现状9-11

1.3 系统总体方案11-12

1.4 研究内容及论文结构12-13

2 GPRS数据终端硬件设计13-25

2.1 射频模块设计13-17

2.1.1 GPRS模块选型13-14

2.1.2 GPRS模块外围电路设计14-17

2.2 处理模块设计17-22

2.2.1 处理器与存储器选型17-19

2.2.2 处理模块电路设计19-22

2.3 电源模块设计22-25

3 GPRS数据终端软件设计25-63

3.1 系统软件平台25-29

3.1.1 μC/OS-Ⅱ在LPC2106上的移植25-28

3.1.2 LwIP在μC/OS-Ⅱ上的移植28-29

3.2 操作系统任务设计29-36

3.2.1 系统任务划分30-31

3.2.2 初始化任务设计31-33

3.2.3 LwIP任务设计33-34

3.2.4 PPP任务设计34-35

3.2.5 应用层任务设计35-36

3.3 通信协议栈设计36-41

3.3.1 PPP协议设计36-39

3.3.2 LwIP协议设计39-41

3.4 UART驱动设计41-44

3.4.1 UART总线41-42

3.4.2 UART程序设计42-44

3.5 存储系统设计44-58

3.5.1 NAND FLASH K9F1G08U0B44-46

3.5.2 ECC校验算法46-48

3.5.3 坏块管理48-51

3.5.4 存储管理51-53

3.5.5 驱动程序设计53-58

3.6 TCP协议的优化58-63

3.6.1 TCP拥塞控制58-60

3.6.2 基于NewReno机制的TCP优化60-61

3.6.3 基于有限传送机制的TCP优化61-63

4 系统测试63-70

4.1 数据传输性能测试63-68

4.1.1 实验平台的搭建63-66

4.1.2 对比测试实验66-68

4.2 优化的TCP性能测试68-70

结论70-71

参考文献71-73

附录A ECC校验代码73-77

攻读硕士学位期间发表学术论文情况77-78

致谢78-80

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 周伟英;丘水生;;开关电源电磁干扰抑制技术[J];低压电器;2007年19期

2 汶利锋;李国民;扬帆;;μC-OSⅡ内核特点及在LPC2148上的移植[J];信息技术;2009年05期

3 孔栋;郑建宏;;嵌入式TCPIP协议栈LWIP在ARM平台上的移植与应用[J];通信技术;2008年06期

4 黄宇;GSM网络通信在车载GPS定位管理系统中的应用[J];中国数据通信;2003年11期

5 曾刚;;基于GPRS的PPP协议的分析[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2007年05期

6 宋晖;高小明;;基于ARM的嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的移植[J];微计算机信息;2006年05期

7 张翠;邓志良;;LwIP协议栈在μC/OS-Ⅱ上的移植和应用[J];微计算机信息;2010年08期

8 李玉刚;;嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ在ARM上的移植研究[J];微计算机信息;2010年23期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 向小岩;闪存数据库若干关键问题研究[D];中国科学技术大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 陈辉;基于CDMA-1X无线分组数据业务电力无线数据运营中心的开发与应用[D];吉林大学;2004年

2 袁小玲;基于GSM短消息的公交查询系统的研究与设计[D];四川大学;2006年

3 张朝;基于嵌入式及GPRS技术的无线监测终端研究[D];西北工业大学;2007年

4 朱周春;基于ARM平台及短消息的多点温度监测系统设计[D];西南大学;2008年

5 杨玉佳;LwIP在μCOS-Ⅱ平台上的移植与应用[D];电子科技大学;2009年

6 陈喆;基于嵌入式系统的GPRS数据终端的研究[D];武汉科技大学;2009年

7 陈海明;基于ARM和GPRS远程无线监控系统的设计与实现[D];北京邮电大学;2009年

8 万顺;基于RF和GPRS的居民自动抄表系统的研究[D];山东大学;2010年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈东;;基于冗余CAN总线的分布式控制系统的研究与设计[J];安防科技;2008年03期

2 申红明;赵芙生;;基于LPC2138的嵌入式家庭智能监控系统[J];安防科技;2008年05期

3 王莉莉;吕芳;;基于ARM的汽车防盗报警系统设计[J];安防科技;2008年06期

4 韩国华;杜永贵;;基于ARM7的远程视频监控系统[J];安防科技;2009年11期

5 杨里;唐伦;陈前斌;;基于TD-SCDMA移动视频监控系统的反向控制[J];安防科技;2009年12期

6 冯飞雨;于春梅;胡立锋;;基于S3C2440的嵌入式远程视频监控系统的设计[J];安防科技;2011年03期

7 王义杰;;WINCE下I~2C总线对EEPROM读写的实现[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年03期

8 凤俊翔;;AGV小车TCP/IP通讯功能的设计与实现[J];安徽农业科学;2010年20期

9 周振;赵德安;;基于嵌入式技术的水产品信息采集系统设计[J];安徽农业科学;2012年05期

10 高一久;;现场总线与以太网嵌入式网关设计[J];信息安全与技术;2011年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 刘艳萍;蓝炳伟;;基于S1C33209微控制器的无线图像监控系统[A];2007年全国第十一届企业信息化与工业工程学术会议论文集[C];2007年

2 刘畅;冯顺山;;基于ARM的嵌入式弹载数据采集系统的实现[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年

3 周翔;沈明霞;;基于GPRS的农田信息采集系统设计与实现[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集（三）[C];2007年

4 林书禹;谢存禧;张铁;李琳;;移动机器人控制系统的数字PID混合控制[A];第十届粤港机电工程技术与应用研讨会暨梁天培教授纪念会文集[C];2008年

5 赵晓鸥;黄福莹;;μC/OS-Ⅱ在ARM7处理器上的移植[A];广西计算机学会2007年年会论文集[C];2007年

6 王海鹏;倪远平;;U-boot在mini2440平台上的移植方法[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年

7 黎玉成;;基于嵌入式μClinux系统的P2P软件应用研究[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年

8 杨靖;李捍东;;基于ARM和CPLD的嵌入式数字图像处理系统[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年

9 甘家锦;李泽滔;;无线智能控制器在图像监控系统中的应用研究[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年

10 邹晓东;;视频监控技术的现状和发展方向[A];湖北省通信学会、武汉通信学会2009年学术年会论文集[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年

2 陈益;具有目的域的光电稳定跟踪系统满意控制策略[D];南京理工大学;2010年

3 王颖锋;嵌入式系统节能调度算法研究与设计[D];西安电子科技大学;2010年

4 朱方;多信息融合模式分类方法研究及在公交客流识别系统中的应用[D];河北工业大学;2010年

5 程路;车辆动态称重技术研究[D];浙江大学;2008年

6 王彪;NASICON材料与微型气体传感器及检测系统的研究[D];吉林大学;2008年

7 胡静波;装载机容错线控转向系统研究[D];吉林大学;2008年

8 孙运全;STATCOM非线性H_2/H_∞混合控制与模块化嵌入式数字系统研究[D];江苏大学;2008年

9 周建斌;低原子序数元素能量色散X荧光仪的研制[D];成都理工大学;2008年

10 初长宝;汽车底盘系统分层式协调控制研究[D];合肥工业大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张良清;基于嵌入式技术的高精度程控直流电源的研究[D];安徽工程大学;2010年

2 漆阳华;远程监测应用技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年

3 张磊;基于ARM的矿用监测分站[D];山东科技大学;2010年

4 张维;基于ARM7的配电变电所和开闭所RTU研究[D];山东科技大学;2010年

5 商春鹏;基于GPS/GSM嵌入式车载防盗系统研究和实现[D];山东科技大学;2010年

6 朱凯;基于ARM和μC/OS-Ⅱ的数据采集器的研究与设计[D];山东科技大学;2010年

7 张永臣;基于ARM的SVG型低压无功补偿控制器的研究[D];山东科技大学;2010年

8 刘强;基于ARM9的机器人远程控制系统研究[D];山东科技大学;2010年

9 叶智祥;基于ARM的以太网转换器研究及应用[D];长春理工大学;2010年

10 刘健洪;基于ARM和CAN总线的染色机温度控制系统研究[D];浙江理工大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 冯来,陈重,张升康,崔正勤;表面测温技术在毫米波隐身中的应用[J];表面技术;2004年01期

2 邹虹;基于MO网关的短消息系统网络分析[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2002年01期

3 朱江宁,王树明;基于SMPP协议的扩展应用[J];吉林大学学报(信息科学版);2002年01期

4 杨菁,余成波,胡晓倩;GPRS技术及其应用探析[J];重庆工学院学报;2004年01期

5 陈良光;李雄杰;徐斌;;大规模多点测温中缩短巡检周期的一种DS18B20访问协议[J];传感技术学报;2006年05期

6 梁新荣,刘智勇,毛宗源;薄膜铂温度传感器多点温度检测系统[J];传感器技术;2003年11期

7 滕凌巧,刘常春,戴琨;嵌入式操作系统的移植与测试[J];平顶山工学院学报;2003年04期

8 蒋俊峰;自动抄表技术研究[J];电测与仪表;2003年10期

9 王月志,刘伯刚;自动抄表系统[J];电测与仪表;2004年09期

10 谭志强;黄懿;;自动抄表技术的发展[J];电测与仪表;2009年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杜吉荣;GPRS环境下TCP协议的性能分析与改进[D];浙江大学;2002年

2 马龙;蓝牙无线通信技术的研究[D];哈尔滨理工大学;2003年

3 张帅;基于ITS的智能乘客信息系统研究[D];河北工业大学;2004年

4 张成伟;基于嵌入式Linux 的GSM/GPRS无线通信模块的设计和实现[D];华中科技大学;2004年

5 李旭华;公交线路网络分析关键技术研究[D];中北大学;2005年

6 宋国振;基于GPRS和Internet的分布式数据监测系统[D];大连理工大学;2005年

7 王增强;基于ARM的自主移动的嵌入式系统研究与开发[D];广东工业大学;2005年

8 吴启德;一个基于SMS的无线远程监控系统的设计与实现[D];苏州大学;2005年

9 张花蕊;基于GPRS的高压开关监控系统的设计[D];浙江大学;2006年

10 闫刚;GPRS在配电自动化中的应用[D];吉林大学;2006年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 梁振军;可视数据终端技术[J];计算机工程与应用;1986年09期

2 ;如何选择移动数据终端[J];中外物流;2008年03期

3 于金火;田西柱;;物联网数据终端能量获取方式的比较与研究[J];物联网技术;2011年04期

4 ;几种数据终端的质量状况[J];电信技术;1997年04期

5 胡方强;牟峰;李鑫;;有线无线一体化数据终端的设计[J];煤炭技术;2010年06期

6 武庆生;;对公网用数据终端的抽检情况[J];通讯产品世界;1997年08期

7 ;瑞德泰玛将于1月发布移动数据终端新产品[J];中国防伪报道;2011年01期

8 黄婕;刘新桥;;云计算环境下移动平台数据终端应用模式研究[J];软件导刊;2013年05期

9 潘宇;刘芳;刘传东;;基于ARM的嵌入式数据终端设计[J];白城师范学院学报;2013年03期

10 陈林星;刁锡生;;一种二线工作方式的话音/数据终端的实现[J];通信技术;1991年04期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 金家红;沈志宏;金良峰;;基于移动数据终端的配网抢修系统的设计与应用[A];第二十届华东六省一市电机工程（电力）学会输配电技术讨论会论文集[C];2012年

2 金家红;沈志宏;金良峰;;基于移动数据终端的配网抢修系统的设计与应用[A];浙江省电力学会2012年年会优秀论文集[C];2012年

3 胡敦利;李颖宏;徐继宁;;工业级GPRS数据终端的设计与实现[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年

4 陈喆;吴谨;;基于嵌入式系统的GPRS数据终端的研究[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 ;[N];网络世界;2009年

2 ;[N];计算机世界;2004年

3 ;[N];中国商报;2009年

4 讯宝;[N];中国商报;2006年

5 本报记者 谭啸;[N];计算机世界;2010年

6 本报记者 薛娟;[N];中国经济时报;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 韩冰;基于嵌入式系统的无线数据终端的研究[D];西安科技大学;2006年

2 宋明中;蓝牙技术及其数据终端研究与实现[D];华北电力大学（河北）;2003年

3 赵悦;基于ARM的无线数据终端的设计与实现[D];安徽大学;2013年

4 蔡田芳;基于嵌入式系统的GPRS数据终端的设计与实现[D];曲阜师范大学;2006年

5 何建;基于云计算的移动式数据终端设计研究[D];南京理工大学;2011年

6 陈喆;基于嵌入式系统的GPRS数据终端的研究[D];武汉科技大学;2009年

7 吴建星;面向大数据量传输的GPRS数据终端研究[D];大连理工大学;2010年

8 刘磊;基于TD煤炭专网的无线数据终端的设计与实现[D];西安科技大学;2012年

9 张康康;井下Mesh救灾网络数据终端及传感网网关设计与实现[D];北京交通大学;2014年

10 张庆庆;基于嵌入式Linux的GPRS数据终端系统设计[D];南昌大学;2008年

  本文关键词：GSM网络通信在车载GPS定位管理系统中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：124745