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无线水位智能监控系统的研究及实现

作　者: 李晓芳
导　师: 杜明辉；袁仁坤
学　校: 华南理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 无线通信 高级数据链路层协议 AX5051 AVR单片机 PIC单片机
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着嵌入式技术和无线通信技术的飞速发展,水位监控系统也逐渐由传统人工作业方式发展为无线水位监控系统。这样既能实现对水位的监测,又能大大降低施工布线的复杂性,同时节约了人力成本,提高了经济效益。本文比较了几种短距离无线通信技术的优缺点,对与课题相关的理论和方法做了深入的研究和讨论。在此基础上,依据无线水位监控系统的实际功能需求,以单片机为控制核心,利用无线收发芯片AX5051设计了无线水位监控系统。在系统设计中采用了模块化设计思想,按照功能把系统划分为三个部分:采集端、控制端和无线通信部分。采集端主要完成水位数据的采集;无线通信部分是基于AX5051的无线收发芯片设计的,其功能是完成数据和控制命令的无线传输;控制端主要完成数据的处理,实现无线通信控制,水位开关的控制,系统异常处理等功能。本文进行了硬件选型以及各部分硬件结构设计。在软件方面,介绍了包括各部分的主程序,无线收发模块程序设计,并给出了各部分模块的流程图。接着,对系统的各种功能进行了测试。最后论文在总结全文工作的基础上,对进一步研究提出了建议和展望。本系统具有功耗低、可靠性高、安装方便等特点,大大的提高了经济效益,因而具有良好的发展前景。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-12
  1.1 无线水位智能监控系统的应用意义  9-10
  1.2 短距离无线通信技术的应用  10-11
  1.3 论文的主要内容及安排  11-12
第二章 短距离无线通信技术  12-26
  2.1 短距离无线通信技术的比较  12-18
    2.1.1 蓝牙  12-14
    2.1.2 红外技术  14
    2.1.3 ZigBee  14-15
    2.1.4 Wi-Fi  15-16
    2.1.5 GPRS  16
    2.1.6 微功率短距离无线通信技术  16-18
  2.2 高级数据链路协议  18-20
  2.3 常用码型  20-24
  2.4 校验方法  24-25
  2.5 本章小结  25-26
第三章 无线水位监控系统整体设计  26-30
  3.1 无线水位监控系统的设计原则  26-27
  3.2 无线水位监控系统的架构  27-28
  3.3 无线水位监测系统的功能指标  28-29
  3.4 本章小结  29-30
第四章 无线水位监控系统的硬件设计  30-42
  4.1 微处理器的选型及电路设计  30-32
  4.2 水位采集电路的设计  32-34
  4.3 无线收发模块电路的设计  34-39
    4.3.1 无线收发芯片的选型原则  34-35
    4.3.2 无线收发模块AX5051 的功能特点  35-38
    4.3.3 无线收发模块电路的设计  38-39
  4.4 同步电路的设计  39-40
  4.5 电源电路的设计  40
  4.6 电压检测电路和键盘电路的设计  40-41
  4.7 电磁阀驱动电路的设计  41
  4.8 本章小结  41-42
第五章 无线水位监控系统的软件设计  42-55
  5.1 无线水位监控系统的软件分层设计思想  42
  5.2 采集端主程序流程  42-43
  5.3 控制端主程序流程  43-44
  5.4 无线收发模块的软件设计  44-51
    5.4.1 AX5051 的工作模式  44-45
    5.4.2 HDLC模式发送和接收实现方法  45-47
    5.4.3 无线收发模块的初始化  47-49
    5.4.4 无线收发模块的发送和接收  49-51
  5.5 数据包的格式  51-52
  5.6 水位采集模块软件设计  52-53
  5.7 系统异常处理流程  53-54
  5.8 本章小结  54-55
第六章 无线水位监控系统的测试及结果分析  55-62
  6.1 无线水位监控系统的功能测试  55-59
  6.2 无线水位监控系统的功耗测试  59-60
  6.3 无线水位监控系统的通信距离测试  60-61
  6.4 本章小结  61-62
结论  62-64
参考文献  64-67
附录  67-68
攻读硕士学位期间取得的研究成果  68-69
致谢  69-70
附件  70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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