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《浙江大学》 2011年
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基于嵌入式的挖掘机远程监控机载系统及其关键技术研究

龙坍  
【摘要】:本文以实现挖掘机远程监控技术中的机载系统为研究对象,对机载系统的关键技术与设计实现进行了深入研究。文章深入探讨了机载系统的远程数据采集技术、无线数据传输技术、可靠性技术和电源管理技术,并详细介绍了机载系统的总体设计及各功能模块的设计和实现,论文分为以下几个部分: (1)绪论。首先阐述了挖掘机远程监控技术的概念、研究背景和意义。然后介绍了其他领域远程监控技术的研究现状,以及工程机械(尤其是挖掘机)领域远程监控技术的研究现状。在此基础上,指出了现有挖掘机远程监控机载系统在数据采集传输技术、可靠性技术、电源管理技术方面的不足,从而引出了本文研究的内容。 (2)第二章研究了机载系统的关键技术。远程数据采集技术方面,研究了目标工况参数的选取、采集意义以及采集方法;无线数据传输技术方面,为机载系统设计了以GPRS为主,SMS为辅的混合数据传输方式,制定了实时数据传输与缓存数据传输相结合的策略;可靠性技术方面,为提高机载系统可靠性,从硬件和软件两方面进行了可靠性设计;电源管理技术方面,为机载系统设计了一套有效的电源管理方案,保障系统正常工作。 (3)第三章进行了机载系统的总体设计。在介绍远程监控系统功能模型的基础上,对机载系统功能需求进行了详尽分析。设计了以监控中心为主角的机载系统用例图,并介绍了各用例的具体功能。最后完成了机载系统的架构设计和总体结构设计。 (4)第四章进行了机载系统的硬件设计。首先,通过分析系统需求和ARM芯片特点,选择了ARM7的LPC2378作为系统MCU;其次,进行了数据采集模块、GPS模块、RTC模块设计,实现了数据采集功能;再次,进行了无线通讯模块设计,实现了数据传输功能;最后,进行了电源管理模块、数据存储模块、输出接口模块和编程调试模块设计,实现了机载系统其他需求功能。 (5)第五章进行了机载系统的软件设计。首先,在分析操作系统选择准则的基础上,选择μC/OS-Ⅱ为机载系统操作系统,并完成了μC/OS-Ⅱ的移植工作;接着,以功能模块为单元,详述了各模块驱动程序设计过程;最后,完成了系统任务的总体设计和各任务的详细设计。 (6)第六章进行了机载系统的测试与验证。通过测试机载系统的数据采集功能、数据传输功能、系统可靠性和系统电源管理,验证了机载系统的设计结果符合设计目标。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP277

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