大亞灣反應(yīng)堆中微子實驗是由中國科學(xué)院北京高能物理研究所主持的大型國際合作項目。中微子實驗的物理目標(biāo)是測量sin22θ13，并且要求其測量精度達到0.01以上，實驗過程中周圍環(huán)境對中微子實驗設(shè)備——探測器和電子學(xué)性能的影響是需要考慮的重要因素，為保證大亞灣實驗的靈敏度，本課題的研究內(nèi)容就是對許多影響探測器性能的參數(shù)進行長期監(jiān)測和控制。 整個實驗裝置有三個觀測點，每兩個觀測點之間相距兩千米，并且所有的裝置都處于山洞下面，要求能夠采集分布裝置的數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)之間的通信，能夠本地顯示與控制，也能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。同時監(jiān)控設(shè)備分布在整個實驗裝置各處，需要裝置微型化，具備較高的可靠性，因此本文提出了一種基于ARM的可嵌入操作系統(tǒng)的（Linux）的具有開放性、微型化、強功能、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、構(gòu)建友好人機界面（嵌入操作系統(tǒng)）功能的監(jiān)控裝置。 本監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)主要由現(xiàn)場采集終端、通信控制單元和終端服務(wù)器三個部分組成�，F(xiàn)場采集終端選用單片機作為前端的采集點設(shè)備；通信控制單元構(gòu)建了基于ARM的采集裝置，嵌入了linux操作系統(tǒng)；終端服務(wù)器基于DIM平臺處理命令和服務(wù)兩種數(shù)據(jù)。 整個環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流向可分為兩個部分：服務(wù)數(shù)據(jù)的更新和命令數(shù)據(jù)的響應(yīng)。數(shù)據(jù)更新部分首先是由單片機驅(qū)動傳感器，從傳感器上采集到濕度、溫度、氣壓等數(shù)據(jù)，然后通過自定義的485通信協(xié)議將數(shù)據(jù)傳給通信控制單元，經(jīng)過linux操作系統(tǒng)提取有效數(shù)據(jù)包之后，再通過TCP/IP以太網(wǎng)上傳給終端服務(wù)器。命令響應(yīng)部分是實時響應(yīng)遠(yuǎn)程終端服務(wù)器發(fā)來的命令，通過web服務(wù)器更改通信控制單元的配置信息。 經(jīng)測試和試運行證明，該監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)工作穩(wěn)定、可靠，精度和速度都滿足項目要求。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：TP274;TP368.1
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 研究現(xiàn)狀與方案選擇
    1.3 本課題要完成的工作
第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計
    2.1 系統(tǒng)性能指標(biāo)
    2.2 系統(tǒng)總體框架圖
    2.3 傳感器的選取
        2.3.1 溫濕度傳感器
        2.3.2 氣壓傳感器
    2.4 嵌入式系統(tǒng)
        2.4.1 嵌入式微處理器
        2.4.2 嵌入式操作系統(tǒng)
    2.5 綜合方案選擇
    2.6 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計
    3.1 現(xiàn)場采集終端
        3.1.1 電源
        3.1.2 傳感器電路設(shè)計
        3.1.3 單片機
        3.1.4 485 接口芯片
    3.2 通信控制單元
        3.2.1 電源
        3.2.2 ARM9
    3.3 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計
    4.1 單片機通信節(jié)點軟件設(shè)計
        4.1.1 流程圖
        4.1.2 函數(shù)分析
        4.1.3 驅(qū)動傳感器
        4.1.4 解析 485
    4.2 ARM端軟件設(shè)計
        4.2.1 基于ARM & LINUX開發(fā)環(huán)境的搭建
        4.2.2 linux系統(tǒng)移植
        4.2.3 驅(qū)動 485 接口芯片
        4.2.4 應(yīng)用程序
    4.3 本章小結(jié)
第五章 調(diào)試步驟及數(shù)據(jù)分析
    5.1 調(diào)試步驟
        5.1.1 調(diào)試前期準(zhǔn)備工作
        5.1.2 配置采集設(shè)備端IP、DNS、客戶端IP
        5.1.3 配置PC機端的DIM通信
        5.1.4 測試結(jié)果
    5.2 實驗數(shù)據(jù)分析
    5.3 不足與改進
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)
參考文獻
附錄一 單片機部分代碼
附錄二 驅(qū)動修改代碼
附錄三 讀取數(shù)據(jù)部分程序
附錄四 設(shè)備配置程序
附錄五 部分電路圖、PCB圖及實物圖
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 宋迪;程志華;牛斗;姚翔;;基于SHT11的WSN在礦井測控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];傳感器世界;2008年06期

2 吳淵;;多點環(huán)境溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)[J];電子測量技術(shù);2010年05期

3 付亮亮;王紅偉;李旭偉;;基于S3c2410的嵌入式系統(tǒng)服務(wù)器模型設(shè)計與實現(xiàn)[J];計算機與數(shù)字工程;2009年08期

4 丁小東;;基于S3C2410的嵌入式Linux移植[J];軟件導(dǎo)刊;2010年11期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳少佳;基于ARM和Linux的采集控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];鄭州大學(xué);2010年

2 許卓;基于ARM的多通道溫度采集系統(tǒng)的研究[D];華南理工大學(xué);2011年

3 楊再錦;電信網(wǎng)管系統(tǒng)網(wǎng)元開發(fā)及千兆防火墻數(shù)據(jù)平面實現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2006年

4 杜傳利;嵌入式GPS/DR組合導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)[D];四川大學(xué);2006年

5 時玉娟;基于Linux嵌入式操作系統(tǒng)的LXI多功能儀器應(yīng)用軟件的設(shè)計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2008年

6 崔玥;基于CDMA的船舶監(jiān)控系統(tǒng)終端的研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2008年

7 吳君健;SF_6氣體狀態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)研制[D];華中科技大學(xué);2007年

8 孟維紅;環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及基于Linux操作系統(tǒng)的嵌入式軟件設(shè)計[D];天津大學(xué);2008年

9 陳海明;基于ARM和GPRS遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2009年

10 黃隆錦;大亞灣反應(yīng)堆中微子振蕩實驗RPC讀出電子學(xué)光纖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

本文編號：2869113