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微处理器技术、传感器技术和无线通信技术的进步,推动了无线数据采集系统的产生和发展。无线数据采集系统是由大量传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个自组织网络系统。其目的是协作地感知、采集和处理网络区域中的信息并发送给观察者。无线数据采集系统具有组网快捷、灵活等优点,具有很高的研究价值和十分广阔的应用前景。
嵌入式远程无线数据采集系统应用非常广泛,传统应用在工业监控、军事、应急、环境、防空等,新兴应用将涉及家庭监护、交通等领域。可以预计,将来应用远程无线数据采集处理的网络将无处不在。
本论文分析了数据采集系统现有研究状况和发展趋势,对当前数据采集系统的主要研究模式和方法进行了探讨,在此基础上研究开发了基于嵌入式微处理器,嵌入式实时操作系统,GPRS及ZigBee技术的远程无线数据采集系统。解决了基于PC机的数据采集系统在体积和成本上的缺限问题。本系统采用了模块化设计思想,从软、硬件结构上按功能划分模块,各功能模块相对独立研究、开发和完善,通过标准接口连接组成系统。功能模块可以根据需要和成本目标等条件进行裁剪组合。构建一个经济、高性能、适应性强的远程无线数据采集系统开发平台。
本论文共分七章。第一章简要分析了数据采集系统技术的发展现状和发展趋势。指出了发展中的问题,在此基础上提出了基于ARM远程无线数据采集系统的研究方案,并阐明了研究意义和主要研究内容。
第二章对基于ARM嵌入式远程无线数据采集系统整体框架进行了深入研究,提出了整个数据采集系统的整体设计方案。
第三章主要描述本课题硬件电路的分析及设计,其中包括基于S3c2440的嵌入式控制平台以及无线通讯模块的选择和电路设计。
第四章详细论述了ARM9嵌入式开发平台的实现过程。首先介绍ARM微处理器架构及Bootloader设计技术,其次分析了嵌入式Linux内核移植、嵌入式Linux根文件系统的构建,最后详细分析了嵌入式Linux系统数据库SQlite开发以及基于QT/E的图形界面开发环境的构建,本章节详细介绍了开发Linux嵌入式系统要做的所有准备工作。
第五章论述了嵌入式Linux驱动的实现过程,数据采集结点、ZigBee中心结点以及PC机服务器等应用软件的实现。
第六章主要阐述了整个数据采集系统的调试及测试。
第七章是结论和展望。对课题所做工作进行了总结,同时对下一步要做的工作进行了展望。