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基于LPC2210的远程数据采集终端设计

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第1章绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2远程数据采集系统的研究现状

1.3远程数据采集系统的发展趋势

1.4本课题的研究主要内容

第2章远程数据采集终端的总体设计

2.1硬件平台方案选择

2.2软件平台方案选择

2.2.1嵌入式系统的设计要求

2.2.2嵌入式操作系统的方案比较

2.3本章小结

第3章远程数据采集终端的硬件设计

3.1以太网接口电路

3.2模拟信号输入电路

3.3 RS-232C电平转换电路

3.4系统复位电路

3.5 JTAG接口电路

3.6本章小结

第4章操作系统的移植和嵌入式网络协议的实现

4.1 uC/OS-Ⅱ操作系统的移植

4.1.1 uCOS-Ⅱ操作系统移植的条件

4.1.2操作系统的初始化

4.1.3 uCOS-Ⅱ操作系统的移植

4.1.4 uC/OS-Ⅱ任务管理

4.2嵌入式网络协议的实现

4.2.1ARP程序设计

4.2.2 IP程序设计

4.2.3 UDP程序设计

4.2.4 ICMP程序设计

4.2.5网络协议测试

4.3本章小结

第5章数据采集终端应用程序的设计

5.1A/D转换程序的设计

5.2本地串口调试程序的设计

5.3本地调试界面的设计

5.4基于SOCKET的UDP通信程序设计

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

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摘要

数据采集是获取信息的基本手段,数据采集系统可对物理量进行采集、存储、处理和显示,实现对物理量的监视或控制。远程数据采集系统,与传统的数据采集系统相比,具有不受地理环境、气候、时间的影响等优势。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,使远程数据采集技术有了广泛的应用。 本文以ARM7处理器LPC2210和嵌入式实时操作系统uC/OS-Ⅱ为基础,设计了一种应用互联网实现数据采集的远程终端。该终端可定时采集温度、压力等模拟信号,在本地显示的同时,可将采集数据通过TCP/IP协议上传到Internet,在通用的网络上实现工业现场数据的远程传输。 在硬件设计部分,本文采用嵌入式处理器LPC2210为主控单元,设计了以太网接口电路、RS-232电平转换电路、系统复位电路、JTAG接口电路等,使用LPC2210片内的A/D转换器,扩展了以太网控制器RTL8019AS,实现系统的远程数据采集功能。在软件设计部分,本文将嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ在LPC2210上进行了移植,完成了系统初始化和与处理器相关的OS_CPU.H、OS-CPU-C.C、OS-CPU-A.S文件的编写。针对uC/OS-Ⅱ内核中未集成TCP/IP协议栈的问题,分析了TCP/IP的工作机制、以太网控制器RTL8019AS的工作原理及其驱动方式,将TCP/IP协议栈移植到嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ上,使uC/OS-Ⅱ支持网络通信功能TCP/IP协议栈移植主要包括ARP、IP、UDP、ICMP等程序的设计。本文还设计了数据采集终端的应用程序,主要包括A/D转换程序、本地调试串口程序和基于SOCKET的UDP通信程序的设计。本课题设计的远程数据采集终端经测试能很好的完成温度、压力等模拟信号和开关量的远程采集,有很好的可靠性和实时性,达到了设计的预期目标。

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