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基于数据压缩处理算法的数据采集与监控系统的研究

作　者: 白风
导　师: 付兴武
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 数据压缩算法 LPC2210 实时操作系统μC/0S-Ⅱ 远程监控
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 66次
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内容摘要


目前,在以嵌入式系统为核心的数据采集系统中,数据存储是一项关键技术。尤其对于实时性高,数据采集量大,并且需要长时间工作于采集现场的数据采集系统来说,数据采集的高效性、保持性和稳定性必须得到保证。因此,如果能将高速大容量硬盘应用到数据采集系统中,并采用先进的数据处理压缩技术,则可大大的提高数据存储容量,降低存储成本,而且还提高了系统的实时远距离传输速率。基于此,本文以温度数据检测为例,将该技术应用到温度测控领域中,将大量采集到的温度数据存储起来,可以方便地进行分析、处理和远程传输,更便于对以后的工作作出预期和调整。本文以32位ARM微处理器和嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ为硬、软件核心,构建了一套基于以太网通信的嵌入式温度数据采集与控制系统,并融入了先进的数据处理压缩技术。根据系统采集数据的精度要求,采用了无损压缩技术,并且针对本系统的特点,将预测编码与LZ77字典法结合在一起,得到了一种新的数据压缩方法。并对此算法实现的功能进行了C语言编程,程序被植入嵌入式系统当中。此算法的实现大大的提高了数据的存储效率和传输效率。极大的提高了本系统的性能。最后为了方便技术管理人员的在线监测,本文编写了HTTP客户端监控软件,使本系统具备Internet通讯和监控功能,同时还给出了系统运行过程中选取的图例,较好地证明了系统功能的实现效果。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
1.绪论  10-15
  1.1 课题研究背景及意义  10
  1.2 嵌入式系统概述  10-13
    1.2.1 嵌入式系统定义  10-11
    1.2.2 嵌入式系统的组成  11-13
    1.2.3 嵌入式系统的发展趋势  13
  1.3 本文的主要任务  13-14
  1.4 本章小结  14-15
2.数据采集系统中的数据压缩算法设计  15-28
  2.1 数据压缩概述  15-19
    2.1.1 数据压缩基本概念  15-16
    2.1.2 数据压缩的基本方法  16-19
  2.2 数据压缩技术应用  19-24
    2.2.1 预测编码  19-21
    2.2.2 LZ77编码  21-22
    2.2.3 LZSS算法  22-24
  2.3 压缩流程图  24-27
  2.4 实验结果  27
  2.5 本章小结  27-28
3.应用系统功能的硬件实现  28-38
  3.1 系统硬件平台的总体设计  28-29
  3.2 硬件平台的主要功能模块实现  29-37
    3.2.1 存储模块设计  29-30
    3.2.2 数据采集模块设计  30-31
    3.2.3 SD卡存储板的设计  31-33
    3.2.4 网络接口电路  33-37
  3.3 硬件平台的调试  37
  3.4 本章小结  37-38
4.应用系统功能的软件实现  38-47
  4.1 软件平台总体结构  38
  4.2 μC/OS-Ⅱ操作系统的移植  38-46
    4.2.1 μC/OS-Ⅱ操作系统的内核分析  39-43
    4.2.2 μC/OS-Ⅱ的结构以及与硬件的关系  43-44
    4.2.3 μC/OS-Ⅱ操作系统的移植步骤  44-46
  4.3 本章小结  46-47
5.应用程序与图形用户界面的实现  47-71
  5.1 应用系统程序的开发  47-62
    5.1.1 温度传感器的软件设计  47-48
    5.1.2 DS18B20数据处理模块  48-52
    5.1.3 时钟模块的软件设计  52-53
    5.1.4 TCP/IP协议栈模块  53-54
    5.1.5 监控模块  54-62
  5.2 图形用户界面接口μC/GUI的实现  62-70
    5.2.1 μC/GUI的结构  62-64
    5.2.2 μC/GUI的移植  64-67
    5.2.3 μC/GUI的图形界面设计  67-68
    5.2.4 建立GUI内核接口函数  68-70
  5.3 本章小结  70-71
6.应用系统仿真结果及功能实现  71-75
  6.1 实验数据的检测与仿真  71-73
  6.2 应用系统功能的实现  73-74
  6.3 本章小结  74-75
结论  75-76
参考文献  76-78
附录A  78-82
附录B  82-84
作者简历  84-86
学位论文数据集  86

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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 > 数据处理、数据处理系统 > 数据收集和处理系统
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