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基于GPS和GPRS的同步采集控制无线传输终端的设计和实现

作　者: 孙改匣
导　师: 赵曙光
学　校: 东华大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: GPS授时 同步控制 GPRS 无线传输
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 366次
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内容摘要


目前,GPS授时已广泛应用于导航、大地测量、同步控制等领域,其基本原理是利用GPS卫星及地面测控系统所具备的高精度原子钟向用户提供高精度的时标信息。另一方面,通信技术的发展主要集中在宽带通信和无线通信领域,而将宽带通信网络与无线通信网络相结合的通用分组无线业务(GPRS)技术,可应用于基于互联网的无线监控及移动性管理等方面。研制出一种通用的同步精度达到1微秒的同步采集控制、远程传输终端,将在电力、煤矿、地质勘探等特殊行业领域具有十分广泛的应用前景。本文将基于GPS授时的高精度同步控制技术与GPRS无线数据传输技术相结合,提出了一种基于GPS和GPRS的远程同步控制无线传输方案,并进行了设计和实现。本文首先对GPS和GPRS的技术原理进行了较详尽的描述和研究,并对同步采集控制无线传输系统的应用现状和发展前景进行了综述,然后给出了可行的系统实现方案和终端所应实现的功能及性能指标。在上述研究基础上,进行了同步采集控制无线传输终端的模型设计,并对各个环节的软硬件关键技术实现进行了研究。课题的主要工作集中在三方面:一方面是无线数据传输模块的硬件实现,这一部分主要涉及微处理器和GPRS模块的选型以及电路板设计、调试等;第二方面是对同步采集控制功能的硬件描述,按照FPGA的设计特点,采用自上而下的设计方法及层次结构设计,实现控制各分布点同步采集的功能;最后一方面是软件,进行了上位机配置参数软件及下位机应用层软件的开发,通过GPRS网络使无线终端应用程序和服务器应用程序在Internet上建立连接,从而实现无线传输数据的功能。本系统可广泛应用于电力、煤矿、地质勘探等特殊行业,具有广阔的市场前景。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章 绪论  11-15
  1.1 课题的研究背景  11-12
  1.2 同步采集控制及远程传输技术的发展现状及前景  12-14
  1.3 主要研究内容及安排  14-15
第二章 GPS和 GPRS的基本原理  15-27
  2.1 GPS简介及授时关键技术  15-21
    2.1.1 GPS系统组成  15-17
    2.1.2 GPS卫星信号和导航电文  17-19
    2.1.3 GPS定位、授时的基本原理  19-20
    2.1.4 GPS授时误差来源  20-21
  2.2 GPRS简介  21-26
    2.2.1 GPRS产生的原因  22
    2.2.2 GPRS的特点  22-23
    2.2.3 GPRS的网络结构  23-24
    2.2.4 组网的方案选择  24-26
    2.2.5 GPRS应用  26
  2.3 本章小结  26-27
第三章 基于 GPS和 GPRS的同步控制无线传输终端的总体方案设计  27-35
  3.1 总体方案设计  27-29
    3.1.1 总体方案选择  27-28
    3.1.2 总体方案设计  28-29
  3.2 GPS同步采集控制方案设计  29-30
    3.2.1 GPS输出信息简介  29-30
    3.2.2 GPS同步采集控制方案  30
  3.3 无线传输终端硬件、软件方案设计  30-34
    3.3.1 无线传输终端硬件设计方案  30-32
    3.3.2 无线传输终端软件设计方案  32-34
  3.4 本章小结  34-35
第四章 无线传输终端硬件电路设计与实现  35-43
  4.1 硬件总体结构设计  35
  4.2 无线通信模块介绍  35-38
    4.2.1 模块的特性  36
    4.2.2 模块的内部结构  36-37
    4.2.3 Q24Plus模块引脚连接电路  37-38
  4.3 Q24Plus模块外围电路的设计与实现  38-42
    4.3.1 电源模块  38-40
    4.3.2 SIM卡卡座电路  40
    4.3.3 RS-232电平转换电路  40-41
    4.3.4 看门狗电路  41-42
  4.4 本章小结  42-43
第五章 同步采集无线传输系统的硬件描述与软件设计  43-61
  5.1 实现同步采集功能的硬件描述  43-48
    5.1.1 接口模块  44-45
    5.1.2 解码模块  45-46
    5.1.3 数据处理模块  46-47
    5.1.4 比较模块  47-48
  5.2 基于GPRS无线传输终端的软件设计  48-60
    5.2.1 监控中心软件  48-49
    5.2.2 基于串口通信的配置参数界面  49-51
    5.2.3 数据处理层软件  51-60
  5.3 本章小结  60-61
第六章 同步控制传输系统的调试与测试  61-66
  6.1 基于 GPS的同步采集控制功能的仿真  61
  6.2 无线传输终端的安装与调试过程  61-65
  6.3 本章小结  65-66
第七章 结论与展望  66-68
  7.1 论文总结  66
  7.2 研究展望  66-68
参考文献  68-71
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  71-72
致谢  72

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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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