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基于ARM处理器的远程无线测控系统

作 者: 王慧
导 师: 王平; 童庆冬
学 校: 南昌大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: LPC1114 TC35i 嵌入式 测控
分类号: TP872
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
下 载: 37次
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内容摘要


随着现代社会科学技术的飞速发展,测控技术得到了巨大的进步和迅猛的发展,应用到了各个领域,从而大大提高了生产效率,节约了劳动成本,为人类的工作、生活带来了极大的便利。本课题研究的“基于ARM处理器的远程无线测控系统”是一种通过嵌入式处理器来实现检测和控制,通过现代无线通讯技术的运用,将两者技术有机结合,以达到在远距离(理论上世界任何有蜂窝网络的角落)通过手持移动设备实现远距离测控。在课题研究中不单是实现基本功能,而且在这个基层上实现了通用功能,即一个完善的系统可以整合到其他应用系统中,具有广泛的通用性。系统通过二次开发,可以将原本一个普通的控制系统具备远程测控的功能。而其通用性就体现在嵌入式处理器的灵活运用与开发上。本课题主要基于以ARM为内核具有丰富接口的嵌入式芯片以及无线通信模块,实现远程无线测控。利用嵌入式处理器接口丰富功能强大的特点实现多功能监测与控制。在无线通讯方式的采用上经过对比,CC1101无线通信芯片传输距离在200-300米,传输距离有所限制,ZIGBEE无线传输模块虽功能强大,但是传输距离也只在1.5公里范围内,而模块TC35i,理论上凡是在蜂窝信号覆盖的区域都能够实现稳定的数据传输。因此本课题设计在无线通信方式的选择上毫无疑问的选择基于模块TC35i的无线蜂窝网络的GMS移动通信。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-8
第1章 概述  8-11
  1.1 本课题的研究背景  8
  1.2 研究通用远程测控的意义和作用  8-9
  1.3 国内外远程测控的发展  9
  1.4 本课题研究的主要内容  9-11
第2章 基于ARM处理器的远程无线测控系统的总体框架  11-14
  2.1 系统功能和要求  11
  2.2 基于ARM处理器的远程无线测控系统的总体框架结构模型构建  11-12
  2.3 GSM网络数据传输模型  12
  2.4 控制与检测系统硬件结构  12-13
  2.5 软件系统设计框架  13-14
第3章 基于ARM处理器的远程无线测控系统的技术理论探讨  14-24
  3.1 基于ARM的嵌入式简介  14-17
    3.1.1 嵌入式系统概述  14
    3.1.2 基于ARM内核的嵌入式处理器  14-15
    3.1.3 LPC1114处理器简介  15-17
  3.2 无线通信技术  17-19
  3.3 嵌入式系统与无线通信系统的整合  19-21
    3.3.1 嵌入式系统接入无线通信系统  19-20
    3.3.2 GSM模块  20-21
  3.4 监测与控制功能的实现  21-24
第4章 基于ARM处理器的远程无线测控系统的硬件设计  24-50
  4.1 硬件系统总体框架  24-27
  4.2 处理器的选型  27-32
    4.2.1 系统对处理的要求  27-28
    4.2.2 基于Cortex-M0内核的LPC1114处理器  28-32
  4.3 无线通信系统设备的选型  32-34
    4.3.1 无线通信的种类  32
    4.3.2 几种无线通信设备的选择  32-34
  4.4 处理器核心电路设计  34-38
    4.4.1 处理器核心电路的最小系统  34-36
    4.4.2 处理器核心电路的程序下载接口  36-37
    4.4.3 处理器核心电路硬件原理图设计  37-38
    4.4.4 处理器核心电路硬件PCB设计  38
  4.5 通信接口电路设计  38-40
    4.5.1 TC35I模块引脚功能简介  39-40
    4.5.2 TC35I接口电路设计  40
  4.6 监测与控制电路设计  40-50
    4.6.1 I2C总线接口监测与控制电路  40-44
    4.6.2 SSP同步串行接口监测与控制电路  44
    4.6.3 AD转换接口监测与控制电路  44-48
    4.6.4 通用I/O接口监测与控制电路  48-50
第5章 基于ARM处理器的远程无线测控系统的软件设计  50-72
  5.1 程嵌入式系统软件设计语言的选择  50-51
  5.2 系统GSM通信模块软件API函数设计  51-59
    5.2.1 LPC1114处理器的通用异步接收器/发送器UART的编程  51-58
    5.2.2 TC35I GSM模块的AT指令集  58-59
  5.3 监测与控制软件设计  59-70
    5.3.1 I2C通信接口的软件设计  59-64
    5.3.2 SSP通信接口的软件设计  64-68
    5.3.3 AD转换接口的软件设计  68-70
  5.4 软件系统的整合  70-72
第6章 基于ARM处理器的远程无线测控系统在农业土壤监测中的应用  72-77
  6.1 基于ARM处理器的远程无线测控系统的土壤监测系统设计框架  72-73
  6.2 基于ARM处理器的远程无线测控系统的土壤监测系统的硬件设计  73-74
  6.3 基于ARM处理器的远程无线测控系统的土壤监测系统的软件设计  74-75
  6.4 结论与展望  75-77
致谢  77-78
参考文献  78

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 远动技术 > 远动化系统 > 远距离控制和信号、远距离控制和信号系统
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