学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于ARM的高速公路自动气象站的研制

作　者: 蒋方胜
导　师: 李成伟
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: ARM Linux 高速公路自动气象站 TCP/IP LabVIEW
分类号: P415.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 116次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在影响交通通行因素中气候条件是主要的因素之一。雾、雪、暴雨、雷电、大风、潮水、高温、冰冻等恶劣气候经常导致高速公路被迫关闭,给居民出行带来不便,也间接影响了社会经济的发展。不仅如此,自然气候条件也常常会影响到交通基础设施的使用寿命。本文针对高速公路专门设计了一种进行远程监测的完善道路气象信息系统,它能够采集道路地面情况、能见度、天气现象、降水量、气压、大气温湿度、风速风向等气象参数的实时数据,并将数据传送到控制中心,交通道路部门以此作为确保交通安全和制订道路养护方案的依据和决策支持工具。本文所研制的高速公路自动气象站选用多种国外先进气象传感器,以工业级ARM处理器AT91SAM9260为主控制器,嵌入式Linux为操作系统,Sqlite为嵌入式数据库,嵌入式应用程序为采集控制程序,完成了针对高速公路的多要素气象数据的采集、处理、存储、上传功能。其中,各气象要素的采集采用了先进的总线采集方式,基于TCP/IP协议通过高速以太网与上位机通讯,并采用了有线和无线(GPRS)两种方式。同时,基于LabVIEW开发环境,开发了高速公路气象信息管理软件,实现了实时采集多气象站气象数据及对各气象站管理的功能。通过在高速公路道路监测工作中应用该系统,不仅可以提高气象监测部门监测数据的专业性和监测要素的多样性,而且可以极大提高交通管理部门应对突发天气状况(如大雾,大雪,暴雨等)决策的准确性,并且能够提供预先实施交通疏导方案的数据依据,使气象监测服务和交管部门的工作得到有力保障,将有利于道路交通的安全性的进一步提高。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-15
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
  1.3 课题主要研究内容  14-15
第2章系统整体设计  15-26
  2.1 系统概述  15
  2.2 设计依据  15-16
  2.3 系统应具备特点  16
  2.4 观测项目  16-19
    2.4.1 能见度  17-18
    2.4.2 天气现象  18
    2.4.3 路面状况  18-19
  2.5 技术参数及功能要求  19-22
    2.5.1 技术参数  19-20
    2.5.2 功能要求  20-22
  2.6 系统总体设计与组网方式  22-25
    2.6.1 系统组体结构  22-23
    2.6.2 组网方式  23-25
  2.7 本章小结  25-26
第3章硬件设计  26-39
  3.1 高速公路自动气象站终端  26
  3.2 传感器  26-30
    3.2.1 基本气象要素测量  26-28
    3.2.2 能见度与天气现象测量  28-30
    3.2.3 路面状况测量  30
  3.3 主控系统  30-38
    3.3.1 数据采集器  31-33
    3.3.2 串口电路  33
    3.3.3 精简ISA 扩展总线  33-34
    3.3.4 AD 数据采集模块  34-35
    3.3.5 DIO 模块  35-36
    3.3.6 矩阵键盘  36-37
    3.3.7 MC37i GPRS 通讯模块  37-38
  3.4 其他构件  38
    3.4.1 信号电缆  38
    3.4.2 供电系统  38
    3.4.3 防雷系统  38
  3.5 本章小结  38-39
第4章嵌入式Linux 应用程序设计  39-53
  4.1 嵌入式Linux  39-40
  4.2 软件开发工具  40-41
  4.3 软件设计  41-49
    4.3.1 软件结构  41
    4.3.2 液晶显示设计  41-42
    4.3.3 串口通讯设计  42-43
    4.3.4 以太网通讯协议  43-44
    4.3.5 Linux 的Socket 网络编程  44-45
    4.3.6 以太网通讯设计  45-48
    4.3.7 实现GPRS 无线上网  48
    4.3.8 测量误差分析  48-49
  4.4 嵌入式数据库设计  49-52
    4.4.1 嵌入式数据库基本概念  49-50
    4.4.2 几种常用的嵌入式数据库  50-51
    4.4.3 SQLite 的开发应用  51-52
  4.5 本章小结  52-53
第5章高速公路气象信息管理系统设计  53-73
  5.1 系统简介  53
  5.2 软件开发工具  53-54
  5.3 数据库应用  54-58
    5.3.1 MySQL  54
    5.3.2 MySQL 主要特征  54-55
    5.3.3 建立数据源  55-57
    5.3.4 LabSQL  57-58
  5.4 网络通信设计  58-65
    5.4.1 网路通信方式选择  58-59
    5.4.2 TCP 一点对多点通信  59-60
    5.4.3 TCP STM 库  60
    5.4.4 连接管理器  60-63
    5.4.5 建立多点连接  63
    5.4.6 接收多连接数据  63-65
  5.5 软件功能介绍  65-71
    5.5.1 软件主界面  65
    5.5.2 参数报警设置  65-67
    5.5.3 站点管理  67-68
    5.5.4 实时曲线  68
    5.5.5 历史曲线  68-69
    5.5.6 运行日志  69-70
    5.5.7 备份、恢复数据库  70-71
    5.5.8 站点设置  71
  5.6 发布应用程序  71-72
  5.7 本章小结  72-73
结论  73-74
参考文献  74-77
附录  77-80
致谢  80

基于ARM的高速公路自动气象站的研制

内容摘要

全文目录

相似论文