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基于3G技术的复合绝缘子数据传输系统设计

作　者: 孙敏
导　师: 程琼
学　校: 湖北工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 数据传输 3G 嵌入式 Qt
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着社会经济的发展，电力系统输变电设备复合绝缘子的污闪事故日渐增多，传统的定期清扫绝缘子需要消耗大量的人力和物力，而且带有一定的盲目性。由于计算机技术和通信技术的发展，将监测复合绝缘子的状态信息传输到后台己成为目前研究的主要方向。已有的传输介质为有线、近距离无线、GSM、GPRS网络等。但有线传输数据方式要铺设电缆，运营成本高；近距离无线技术无法解决远程数据传输；GSM网络只能依靠SMS短信进行有限容量数据传输；GPRS网络虽然能依靠SMS短信、也可结合互联网进行远距离传输数据，但是存在丢包以及延时方面的不足，传输速率也有限。如何更加快速可靠的将监测复合绝缘子的状态信息传输到后台，已成为电网安全运行亟需解决的问题之一。针对此问题，本文提出了基于3G和嵌入式技术进行远程数据传输的方法。它是利用3G网络传输能力强、传输速度快与嵌入式系统控制功能强大、方便实用的特点来解决此问题。通过对传输系统的软硬件设计，最后实际运行结果表明，数据传输速度非常快。本文研究内容包括：(1)各种数据传输方式的分析和比较；(2)分析系统所需各硬件模块的性能和结构，并重点介绍了嵌入式主控制器的相关电路结构；(3)根据系统要求开发系统软件和应用程序。系统软件设计包括搭建Linux开发环境，交叉编译工具安装和开发板环境设置，主要是定制Linux操作系统，包括Bootloader，内核和根文件系统的制作；(4)应用软件开发包括进行Qt库的移植，主要在Qt软件下设计了基于TCP/IP协议的C/S(客户端/服务器)模式的数据传输程序。最后驱动3G模块连接网络，并运行应用程序，将传感器采集的数据通过3G网络成功传输到了远程监控中心，系统性能稳定，且传输速度很快，满足了设计需求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
第1章绪论  9-14
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 本论文的主要工作  12-14
第2章数据传输的形式和发展过程  14-25
  2.1 基于有线的数据传输  14
    2.1.1 有线数据传输简介  14
    2.1.2 有线数据传输的不足  14
  2.2 几种短距离无线数据通信技术  14-17
    2.2.1 蓝牙技术  15
    2.2.2 红外线技术  15
    2.2.3 双向无线通讯（Zigbee）技术  15-16
    2.2.4 无线网络传输（WiFi）技术  16-17
    2.2.5 其它近距离通信技术  17
  2.3 远程通信技术的发展  17-22
    2.3.1 GSM  17-19
    2.3.2 GPRS  19-22
  2.4 3G 技术  22-24
    2.4.1 3G 技术概况  22-23
    2.4.2 WCDMA 3G 技术的性能和应用  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第3章复合绝缘子憎水性检测及数据传输系统设计  25-33
  3.1 复合绝缘子的绝缘结构及特性  25-26
    3.1.1 复合绝缘子材料结构特性  25-26
    3.1.2 复合绝缘子憎水性及其憎水迁移性  26
  3.2 复合绝缘子憎水性的检测方法  26-29
  3.3 复合绝缘子憎水性的数据传输系统整体设计  29-32
    3.3.1 系统应用分析  29
    3.3.2 系统特点  29-30
    3.3.3 系统硬件结构  30-31
    3.3.4 系统硬件选型  31
    3.3.5 系统软件结构  31-32
  3.4 本章小结  32-33
第4章系统硬件总体设计  33-43
  4.1 硬件系统结构  33
  4.2 嵌入式主控制器  33-40
    4.2.1 ARM11 处理器  33-37
    4.2.2 FLASH 接口电路  37
    4.2.3 DDR 存储器  37-38
    4.2.4 串口电路  38-39
    4.2.5 USB 接口  39-40
  4.3 CMOS 摄像头接口与摄像头  40-41
  4.4 3G 无线模块  41-42
  4.5 本章小结  42-43
第5章嵌入式系统概述和开发流程  43-51
  5.1 嵌入式系统的概念  43
  5.2 嵌入式系统的基本组成  43-45
    5.2.1 嵌入式处理器  44-45
    5.2.2 外围设备  45
    5.2.3 嵌入式操作系统介绍  45
    5.2.4 嵌入式应用软件  45
  5.3 Linux 嵌入式系统开发流程  45-50
    5.3.1 搭建嵌入式 Linux 开发环境  46-47
    5.3.2 配置和 U_BOOT 和 TFTP  47-50
  5.4 本章小结  50-51
第6章系统软件总体设计  51-69
  6.1 Linux 软件环境构建  51-61
    6.1.1 Bootloader 引导程序的实现  51-52
    6.1.2 定制 Linux 内核  52-56
    6.1.3 根文件系统制作  56-61
  6.2 Qt 移植  61-63
    6.2.1 Qt 库简介  61-62
    6.2.2 Qt 库编译与移植  62
    6.2.3 移植 Qt4.7.4 到 ARM 开发板  62-63
  6.3 无线数据传输应用程序的设计  63-68
    6.3.1 程序设计过程  63-65
    6.3.2 数据传输调试运行过程  65-68
  6.4 本章小结  68-69
第7章总结和展望  69-71
  7.1 本文工作总结  69
  7.2 后续工作的展望  69-71
参考文献  71-75
致谢  75-76
附录攻读硕士期间发表的论文  76

基于3G技术的复合绝缘子数据传输系统设计

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