基于TCP/IP的嵌入式激光路面平整度检测系统

摘要

近年来，随着我国高等级公路建设的飞速发展，公路建成后的管理与养护工作也需要快速的跟进；同时，高等级公路路面质量检控系统越来越完善，要求的检测水平也越来越高。但是，当前我国高速公路管理与养护部门的公路检测设备严重不足，检测手段依然是传统的人工检测，这种检测方法效率低、劳动强度大、检测速度慢、误差也比较大，与高等级公路的发展极不协调。因此，高等级公路路面的自动检测系统的研制显得尤为迫切。 对激光路面平整度检测方法进行了研究之后，重点设计实现了嵌入式数据采集系统。该系统可给出被测路面的纵断面曲线，并由此计算国际平整度指数，检测速度可达80km/h，检测结果不受检测速度影响。文中在系统的总体设计上采用了大多数嵌入式设备开发的体系结构，介绍了系统的硬件实现和软件框架。软件上，根据8位单片机本身资源有限的缺点，精简了TCP/IP协议族，包括UDP，ICMP，IP，ARP协议，使之运行在8位单片机上。另外，为了增加系统的可靠性，同时使TCP/IP协议栈更好的运行，课题的程序设计引入了嵌入式实时操作系统uC/OS-II。文中实现了嵌入式实时操作系统uC/OS-II的任务调度机制和在51系列单片机W78E58B上的移植，及以太网络接口芯片等硬件系统架构的实现。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1本课题研究背景

1.2项目研究的必要性

1.3路面平整度检测技术国内外研究动态

1.3.1国内动态

1.3.2国外动态

1.4本研究课题的来源

1.5本文主要研究内容

1.6本文的组织安排

第二章激光路面平整度检测原理

2.1激光位移传感器

2.1.1激光位移传感器工作原理

2.1.2激光位移传感器的选择与标定

2.2激光路面平整度检测原理与模型

2.3嵌入式系统硬件设计

2.4嵌入式微控制器、嵌入式实时操作系统相关介绍

2.4.1嵌入式微控制器

2.4.2嵌入式实时操作系统

2.5关于嵌入式以太网与TCP/IP

第三章嵌入式实时操作系统uC/OS-Ⅱ及精简TCP/IP协议栈Uip

3.1 uC/OS-Ⅱ的选择及使用

3.2 uC/OS-Ⅱ的任务机制

3.3嵌入式TCP/IP协议栈uIP

3.3.1嵌入式TCP/IP协议栈的特点

3.3.2 uIP协议栈简介

第四章嵌入式控制器硬件开发平台的设计与实现

4.1单片机及其存储器扩展

4.2以太网控制芯片RTL8019AS

4.2.1 RTL8019AS介绍

4.2.2 RTL8019AS与主机的接口模式

4.3 PCB硬件电路板图

第五章软件设计与实现

5.1移植uC/OS-Ⅱ到自己的硬件平台

5.1.1移植uC/OS-Ⅱ所要满足的条件及需要注意的问题

5.1.2 uC/OS-Ⅱ在W78E58B上的移植

5.2 uC/OS-Ⅱ与uIP TCP/IP协议栈的结合

5.3系统各层协议的实现

5.3.1协议的层次结构

5.3.2基于以太网卡的数据链路层协议的实现

5.3.3网络层协议的实现

5.3.4传输层协议的实现

第六章IRI计算

6.1国际平整度指数IRI计算方法

6.2 IRI计算与比较

结论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢