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智能控制与远程监测系统的应用研究

作　者: 何振兴
导　师: 熊健民
学　校: 湖北工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 智能控制 远程监测 ARM7 DHT90 GPRS
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 120次
引　用: 1次
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内容摘要


近几年,极端恶劣的雨雪天气导致全球各地出现路面交通瘫痪。如何缓解这种恶劣天气对交通的影响,是当前亟待解决的课题。基于此,需要研究出一种新型路面监控系统,来监测路面的温度和湿度信息,并根据路面的冰雪情况来执行相应的除雪融冰工作。这对于保证桥梁、涵洞、机场跑道等一些特殊位置的路面安全有着极其重大的意义。面对大力提倡低碳生活的今天,结合智能控制技术和远程监测技术,利用GPRS网络与Internet的互联,本文设计出一个智能控制与远程监测系统来解决路面除雪融冰的问题。本文首先介绍了智能控制和远程监测技术,对于它们的国内外现状和发展趋势作了较为详细的说明。然后介绍系统的总体方案设计,包含系统的设计流程、系统总体结构、系统的功能要求、工作过程以及系统的软硬件开发环境。接着,采用DHT90数字温度和湿度传感器采集数据,将单片机STC12C4052作为处理器,通过搭建外围电路设计出数据采集端模块。同时,通过嵌入式系统、ARM7系统的主芯片和操作系统的介绍,最终选择LPC2138作为主芯片和μC/OS-Ⅱ作为实时操作系统。成功移植μC/OS-Ⅱ实时操作系统后,将ARM7嵌入式系统作为数据处理和传输端。先后介绍电源电路、复位电路和LCD液晶屏显示电路,根据硬件电路,编写相应的软件程序,完成数据处理与传输端的设计。嵌入式主机一方面通过LCD液晶屏OCM240128显示实时的现场数据,另一方面,基于单片机STC89C52的智能控制端,根据采集到的温度和湿度数据判断何时自动启动加热装置。最后,通过配置好的GPRS DTU ZWG-23A模块,将数据经GPRS网络和Internet传输到公网的服务器上。客户端可以通过WEB监测温度和湿度数据。为了验证整个系统的可行性,特意在实验室的模拟雨雪环境下,对系统进行了测试。系统实现了自动加热水泥基路面和远程客户端实时监测路面信息,达到了预期效果,肯定了本系统的实用性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 课题来源及研究意义  9
  1.2 课题研究现状  9-11
    1.2.1 智能控制的发展及其现状  9-10
    1.2.2 远程监测技术的发展及其现状  10-11
  1.3 本文主要工作及论文安排  11-13
第2章 系统总体方案的设计  13-20
  2.1 系统总体设计流程  13-14
  2.2 系统总体结构  14-15
  2.3 系统功能要求  15
  2.4 系统工作过程  15-17
  2.5 系统开发环境  17-19
    2.5.1 单片机开发环境  17
    2.5.2 嵌入式系统开发环境  17-18
    2.5.3 电路原理设计及制板开发环境  18
    2.5.4 服务器端开发环境  18-19
  2.6 本章小结  19-20
第3章 数据采集端的设计  20-27
  3.1 温度和湿度传感器DHT90的简介  20-21
  3.2 传感器DHT90的通信  21-23
  3.3 数据采集端的硬件设计  23-25
    3.3.1 电路原理设计  23-24
    3.3.2 PCB板设计  24-25
  3.4 数据采集端的软件设计  25-26
  3.5 本章小结  26-27
第4章 智能控制端的设计  27-34
  4.1 智能控制的基本原理  27-28
  4.2 智能控制端的设计要求  28-29
  4.3 智能控制端硬件设计  29-32
    4.3.1 电路原理设计  29-30
    4.3.2 PCB板设计  30-32
  4.4 智能控制端软件设计  32-33
  4.5 本章小结  33-34
第5章 数据处理与传输端的设计  34-55
  5.1 数据处理与传输端的设计要求  34
  5.2 嵌入式系统  34-41
    5.2.1 嵌入式系统简介  34-36
    5.2.2 嵌入式系统MCU的选择  36-38
    5.2.3 嵌入式操作系统的选择  38-39
    5.2.4 嵌入式操作系统的移植  39-41
  5.3 嵌入式系统的主机硬件设计  41-44
    5.3.1 电源电路  41
    5.3.2 复位电路  41-42
    5.3.3 LCD液晶屏显示电路  42-43
    5.3.4 PCB板设计  43-44
  5.4 嵌入式系统的主机软件设计  44-50
    5.4.1 串口通信  47-49
    5.4.2 LCD液晶屏显示  49-50
  5.5 基于GPRS DTU的模块设计  50-54
    5.5.1 GPRS DTU简介  50-51
    5.5.2 GPRS DTU ZWG-23A的配置  51-53
    5.5.3 基于ZWG-23A的数据传输  53-54
  5.6 本章小结  54-55
第6章 远程监测系统的设计  55-62
  6.1 远程监测系统的设计要求  55
  6.2 服务器端的设计  55-60
    6.2.1 Socket套接字  55-56
    6.2.2 软件架构  56-60
  6.3 客户端的监测页面设计  60-61
  6.4 本章小结  61-62
第7章 全文总结与展望  62-64
  7.1 全文总结  62
  7.2 存在问题  62-63
  7.3 展望  63-64
参考文献  64-67
致谢  67-68
附录  68

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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 > 自动控制、自动控制系统
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