远程无线数据采集系统的研究与设计_监测人_最大最专业的监测信息共享和分享平台

　　【摘要】：随着通信、计算机等技术的飞速发展,特别是远程传输手段的多元化和技术水平的提高,远程数据采集技术正得到越来越广泛的应用。桥梁远程监测系统涉及传感器、结构力学、计算机、通信等多学科多领域,是国际上的前沿热点研究领域。远程无线数据采集系统解决一套新型先进的远程数据采集技术,将无线数传技术应用于桥梁自动监测,并利用成熟稳定的GPRS网络资源,发挥其网络覆盖率高、传输特性好等优势,实现对某个地区的多座桥梁健康信息的远程采集。本系统的应用可以远程实时监测桥梁的运行状况,及时发现桥梁出现的问题,及时采取相应的措施。本论文详细介绍系统硬件和软件的研制和开发,主要工作有以下几个部分。第一部分阐述论文的选题背景、研究的目的和意义,分析远程无线数据采集系统在桥梁监测领域的应用及其国内外发展现状;根据桥梁健康监测对数据采集系统的特殊要求,确定本文的主要研究内容。第二部分详细介绍系统的总体设计,包括系统的整体硬件构成和控制方案,分析选择系统采用的关键技术,论述系统的设计原则。第三部分完成现场无线采集子系统的设计,阐述桥梁应变采集前向通道的电路组成,给出微功率短距离无线数传模块DTD462A的硬件和软件设计,并基于MSC1210和DTD462A实现桥梁应变无线采集节点,基于AT89C2051和DTD462A实现现场主控节点;根据系统的应用需求,完成全部采用无线通信方式的通信网络结构的设计和点对多点的通信控制协议的编制,对系统进行分析与测试。第四部分采用先进的GPRS通信技术实现桥梁应变数据的远程传输,研究GPRS技术的结构和特点,重点介绍其短消息业务;详细探讨了基于Q2403A的GPRS终端的软硬件设计原理;分析系统的层次结构,结合在桥梁应变无线远程采集系统中的应用,编制服务器端软件,对系统进行实验和调试。论文的最后部分对整个采集系统做概括总结,归纳整个系统的设计方案,提出对系统的改进方法,指出该系统的发展方向与前景。远程无线数据采集系统的实现,全部采用无线的通信方式,彻底摆脱了有线的困扰,其数据传输通道具有较强的通用性,对交通运输管理、安全监控,工业测控、环境监测以及国防技术均有相当重要的借鉴价值。 【关键词】：无线数传技术 数据采集 桥梁监测 GPRS 单片机
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP274.2
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.061358
【目录】：

第1章引言8-12
1.1 课题背景8-9
1.2 研究的目的和意义9-10
1.3 课题研究内容10-12
第2章系统总体设计12-22
2.1 系统组成原理12-14
2.1.1 系统硬件组成12-13
2.1.2 系统整体控制方案13-14
2.2 关键技术介绍14-17
2.2.1 短距离无线数传技术14-16
2.2.2 GPRS数据通信技术16-17
2.3 系统设计原则17-21
2.4 本章小结21-22
第3章现场无线采集子系统的设计22-51
3.1 现场无线采集节点的设计23-27
3.1.1 采集节点电桥23-25
3.1.2 A/D转换25
3.1.3 微系统控制器MSC121025-27
3.2 现场主控节点设计27-29
3.3 无线数传模块设计29-37
3.3.1 射频收发模块的选用原则29-30
3.3.2 无线射频模块通信距离的计算30-32
3.3.3 DTD462A无线数传模块的特性32-33
3.3.4 基于DTD462A的数据收发模块设计33-37
3.4 现场无线数据采集系统通信协议的设计37-48
3.4.1 通信信道模型分析37-38
3.4.2 无线通信协议的基本要求38
3.4.3 本系统点对多点通信协议的实现38-48
3.5 系统测试与结果分析48-49
3.6 本章小结49-51
第4章 GPRS远程传输子系统的设计51-72
4.1 GPRS技术研究51-58
4.1.1 概述51
4.1.2 GPRS的网络结构51-54
4.1.3 GPRS的主要特点54
4.1.4 GPRs承载的业务54-58
4.2 GPRS终端设计58-65
4.2.1 GPRS终端的功能58-60
4.2.2 GPRS终端设计原理60-65
4.3 GPRS远程传输方案的研究65-71
4.3.1 系统软件结构分析65-68
4.3.2 远端控制中心服务器设计68-71
4.4 本章小结71-72
第5章结论与展望72-74
5.1 本文工作总结72
5.2 今后进一步的研究工作72-74
参考文献74-78
致谢78-79
攻读硕士学位期间发表的论文79
攻读硕士学位期间参与的科研项目79