本文關(guān)鍵詞：應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的超低功耗終端機(jī)的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,超低功耗的終端機(jī)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用越來越廣泛。超低功耗的終端機(jī)可以自帶電池供電,整體設(shè)備體積小,安裝方便,維護(hù)簡(jiǎn)單,整體成本低。在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中,對(duì)于使用電池供電的超低功耗數(shù)據(jù)采集終端的需求也越來越多。本文完成的主要工作包括：(1)在綜合考慮設(shè)備性能、設(shè)備成本、開發(fā)周期、開發(fā)難度的基礎(chǔ)上確定了使用STM32系列ARM處理器作為系統(tǒng)主芯片,GPRS (General Packet Radio Service)通訊模組選用在工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用的SIM900A。(2) 嵌入式操作系統(tǒng)選用uC/OS-Ⅱ,基于uC/OS-Ⅱ的基礎(chǔ)之上,完成系統(tǒng)程序的開發(fā)。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的超低功耗,uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的底層和用戶鉤子函數(shù)做了改寫和優(yōu)化。(3) 軟硬件開發(fā)平臺(tái)采用開源軟件,軟件使用Eclipse平臺(tái)搭建開發(fā)環(huán)境,與集成化商業(yè)軟件不同,使用開源軟件需要做更多的配置和設(shè)置工作。硬件的開發(fā)采用kicad電路設(shè)計(jì)軟件完成。(4) 針對(duì)系統(tǒng)超低功耗的要求,在保證系統(tǒng)功能的前提下,從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面都進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì),并在硬件和軟件相互影響和配合上做了優(yōu)化。本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的設(shè)備目前已經(jīng)產(chǎn)品化,并已經(jīng)在水利、環(huán)保及農(nóng)業(yè)田間管理的多個(gè)項(xiàng)目中投入實(shí)際使用。在物聯(lián)網(wǎng)中作為數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)慕K端,完成現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集,并通過GPRS無線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心。因?yàn)樽隽顺凸脑O(shè)計(jì),在僅使用設(shè)備自帶電池的典型應(yīng)用情況下,可以使用兩年時(shí)間。并且因?yàn)椴恍枰獠抗╇娫O(shè)備,產(chǎn)品的體積小巧,非常方便安裝和使用。產(chǎn)品投放市場(chǎng)以來,運(yùn)行情況良好,達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：物聯(lián)網(wǎng) uC/OS-Ⅱ 低功耗 數(shù)據(jù)采集終端 無線通訊
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(工程管理與信息技術(shù)學(xué)院)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.44;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 本課題的研究進(jìn)展10-13
• 1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 數(shù)據(jù)采集終端機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第二章 系統(tǒng)整體方案15-23
• 2.1 系統(tǒng)整體方案15-16
• 2.2 終端機(jī)的系統(tǒng)組成16-18
• 2.3 終端機(jī)的嵌入式軟件結(jié)構(gòu)18-21
• 2.3.1 開發(fā)平臺(tái)的選擇18
• 2.3.2 嵌入式操作系統(tǒng)的選擇18-19
• 2.3.3 軟件功能模塊的劃分19-21
• 2.4 本章小結(jié)21-23
• 第三章 遙測(cè)終端機(jī)的硬件設(shè)計(jì)23-37
• 3.1 處理器核心模塊的設(shè)計(jì)23-30
• 3.1.1 處理器核心模塊設(shè)計(jì)方案和器件選型23-26
• 3.1.2 處理器核心電路的設(shè)計(jì)26-30
• 3.2 外圍接口模塊設(shè)計(jì)30-36
• 3.2.1 電源模塊30-32
• 3.2.2 串行接口模塊32-34
• 3.2.3 模擬量模塊設(shè)計(jì)34-35
• 3.2.4 GPRS模塊電路35-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 第四章 終端機(jī)的軟件設(shè)計(jì)37-57
• 4.1 開發(fā)平臺(tái)的選擇和搭建37-40
• 4.2 嵌入式操作系統(tǒng)任務(wù)劃分40-43
• 4.3 驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)43-45
• 4.3.1 模擬采樣的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)43
• 4.3.2 串行通訊驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)43-45
• 4.3.3 數(shù)字量接口的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)45
• 4.4 任務(wù)模塊的設(shè)計(jì)45-53
• 4.4.1 系統(tǒng)管理任務(wù)的設(shè)計(jì)45-47
• 4.4.2 數(shù)據(jù)采集任務(wù)的設(shè)計(jì)47-50
• 4.4.3 據(jù)處理任務(wù)的設(shè)計(jì)50-52
• 4.4.4 通訊任務(wù)的設(shè)計(jì)52-53
• 4.5 軟件的低功耗設(shè)計(jì)53-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第五章 終端機(jī)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試57-67
• 5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建57-59
• 5.2 系統(tǒng)測(cè)試59-66
• 5.2.1 功能性測(cè)試59-62
• 5.2.2 指標(biāo)符合度測(cè)試62-64
• 5.2.3 低功耗測(cè)試64-66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 第六章 結(jié)論與展望67-69
• 6.1 論文工作總結(jié)67
• 6.2 未來工作展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-71
• 致謝71-73
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的論文與研究成果73

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本文編號(hào)：475547