基于超声与嵌入式WEB服务器的远程位移信息监控系统设计

摘要

利用超声回波法测距是超声检测技术的一个重要应用。它原理简单、实现方便，且不需要与被测物直接接触，在恶劣作业环境下有一定的适应能力。传统的超声波测距电路多采用MCU(如51系列单片机)外加部分模拟和数字小规模集成电路来进行测量，测量精度较低，一般多在1﹪-0.5﹪。测量精度完全受限于MCU的工作频率，可提高的空间很小。同时，这类测距电路大多采用液晶显示输出，不能实现实时远程监控。针对这些缺点，本课题提出了用复杂可编程逻辑器件(CPLD)技术改进超声波测距模块电路的设计(可实现精度达到mm级)，并且运用嵌入式WEB服务器技术实现了位移信息的远程监控，有效地提升了系统性能。 课题选择嵌入式系统为硬件平台，嵌入式微处理器控制CPLD周期性地发射40kHz的方波，同时启动CPLD计数，方波信号经放大后驱动超声波发射换能器，超声波接收换能器接收被测物体表面反射的回波信号，该信号由后级电路放大，经过比较器送入微处理器和CPLD，此时CPLD停止计数。微处理器向CPLD发出通信握手信号，获取CPLD的脉冲计数值，并根据当前采集的温度值进行温度补偿，计算出超声波传播的距离。数据通过嵌入式系统的以太网控制器发送至网络，从而用户即可在任何时间地点通过电脑上的WEB浏览器，得知所要监控的位移信息。 论文分别从理论分析、系统总体设计、系统硬件电路设计、系统软件设计等方面详细说明了该课题的实现过程。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1课题的来源

1.2课题的背景和研究意义

1.3国内外超声波位移检测发展现状

第二章系统总体设计

2.1系统设计原则

2.2系统总体结构

2.2.1超声波测距系统

2.2.2嵌入式系统

2.3嵌入式系统的构架

第三章硬件电路设计

3.1超声波测距电路设计

3.1.1超声波发射、接收电路

3.1.2 CPLD设计

3.1.3温度采集电路

3.2嵌入式系统硬件设计

3.2.1微处理器S3C2410

3.2.2 Flash存储器接口电路

3.2.3 SDRAM接口电路

3.2.4以太网接口电路

3.2.5 JTAG调试接口

3.2.6串行接口电路

3.3硬件抗干扰处理

第四章超声波测距系统软件设计

4.1 CPLD处理模块软件设计

4.2温度采集模块软件设计

4.3软件抗干扰处理

4.4调试数据分析

第五章嵌入式WEB服务器软件设计

5.1 Linux 2.6在S3C2410上的移植

5.1.1操作系统引导程序Bootloader

5.1.2以太网网卡驱动的设计

5.1.3 YAFFS2文件系统的移植

5.1.4修改相关文件

5.1.5编译运行

5.2嵌入式WEB服务器的软件设计

5.2.1嵌入式TCP/IP协议体系

5.2.2嵌入式WEB服务器的实现

第六章总结和展望

致谢

参考文献

附录