自动气象站数据传输系统设计

摘要

自动气象站是一种能自动收集、处理、存储或传输气象信息的装置。气象站采集的气象资料必须及时、迅速、准确地传输到数据的应用部门，这种数据传输包括有线和无线两种方式，目前常用的为有线数据传输方式。有线数据传输具有代价大、维护难、效率低等缺点，难以满足自动气象站要求。随着无线通信技术的发展，多种无线传输技术被应用到各行各业。其中通用分组无线业务GPRS(General Packet Radio Service)发展成熟，因具有成本低、速度快、永久在线等特点而逐渐被广泛应用。 课题对无线自动气象站理论及实现进行了研究，设计了基于GPRS的自动气象站系统。分析GPRS组网方案，并根据实际情况选择适合本课题的组网方案，实现微控制器无线连接到Internet进行气象数据传输。 系统以32位高性能ARM微处理器LPC2114为硬件核心，以BENQ M23为GPRS模块，以嵌入式实时操作系统μC/Os-Ⅱ为软件平台，在ARM ADS1.2环境下进行系统软件开发。通过设计数据传输终端硬件和软件，实现终端和上位机的连接，很好地解决了终端的网络连接、网络检测和数据收发问题。上位机设计通讯软件和气象数据库，完成和下位机的通信，并实现接收到的数据进行存储和查询功能。课题通过具体实验测试，各项性能指标已达到设计要求，成功地实现了远距离气象数据传输，为自动气象站提供了一种新型的可靠的无线传输模式。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1前言

1.2国内外发展概况

1.3本系统的主要研究内容

第二章GPRS概述及组网方案

2.1 GPRS概述

2.2 GPRS数据传输特点

2.3 GPRS网络结构和工作原理

2.3.1 GPRS网络结构

2.3.2 GPRS工作原理

2.4 GPRS数据传输过程分析

2.5 GPRS协议栈

2.5.1 GPRS传输面协议层

2.5.2 GPRS控制协议层分析

2.6 GPRS组网方案

2.6.1 GPRS常用组网方案

2.6.2系统组网方案选择

第三章终端硬件的设计与实现

3.1系统硬件结构

3.2主模块介绍

3.2.1嵌入式微处理器

3.2.2 GPRS模块

3.3硬件单元具体设计与实现

3.3.1串口设计

3.3.2系统电源设计

3.3.3 M23接口电路

3.3.4 SIM卡电路设计

3.3.5复位电路设计

3.3.6时钟电路设计

3.3.7模块状态指示灯电路

3.3.8 JTAG接口电路

3.4抗干扰措施

第四章终端软件设计

4.1系统软件开发平台

4.1.1系统软件开发工具

4.1.2目标系统开发环境实现

4.2 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统的修改和移植

4.2.1 μCOS-Ⅱ简介

4.2.2 μC/OS-Ⅱ内核分析

4.2.4 μC/OS-Ⅱ移植

4.2.5测试工作

4.3终端应用软件

4.3.1终端工作流程

4.3.2系统初始化

4.3.3参数配置模块

4.3.4连接远程主机模块

4.3.5数据接收和发送模块

4.3.6网络状态检测及保活检测模块

第五章Socket通信软件设计

5.1 Socket概述

5.2 Socket设计步骤

5.2.1创建和配置Socket

5.2.2建立Socket连接

5.2.3数据传输

5.2.4结束传输

5.3数据中心Socket通信程序实现

5.4终端测试

5.4.1实验测试

5.4.2实验总结

第六章数据中心管理软件设计

6.1软件设计平台

6.2数据库设计

6.3.1数据访问

6.3.2数据库的创建

6.3.3表设计

6.3.4数据库函数设计

6.3查询软件设计

6.3.1系统管理权限设计

6.3.2数据查询

后记和展望

参考文献

致谢

学术论文清单

附录