太阳能无线数据采集系统设计与研究

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文太阳能无线数据采集系统设计与研究姓名：吴炎彪申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：杨成忠20091201杭州电子科技大学硕士学位论文摘要水情监测在工农业生产中有非常重要的作用。它为水利部门提供大量的数据，在防汛抗旱中发挥重要工作。目前的水情监测系统大多采用电线供电、电话拨号的方式实现水情监测。因为水情监测点分布范围广且分散、数量众多，所以有很多的监测点都不满足铺设供电线路的条件。因此，迫切的需要一种无需铺设供电线路、传输速率高且可靠的远程数据采集系统。本文设计的太阳能无线数据采集系统是一种

2、以太阳能电池为能源、GPRS技术为传输方式的远程数据采集系统。该系统不需要铺设供电线路和网络线路，因此有很强的扩展性。由于使用GPRS作为数据传输方式，该系统具有传输速率高、传输可靠的特点。本文在阅读大量国内外文献的基础上，总结远程数据采集技术的发展现状和未来趋势。结合太阳能供电技术和GPRS技术在数据采集中的优势，本文提出以太阳能电池为电源、GPRS技术为数据传输方式的太阳能无线数据采集系统的设计思路。以河道水位监测为目的，本文详细分析系统的功能需求。在理解GPRS数据传输原理的基础上，分析对比4种组网方案的优缺点，并根据本系统应

3、用的要求选择最优的组网方式。本设计采用“模块+集成”的方法，将数据采集终端分成太阳能供电、无线通信和数据采集三个不同的功能模块，并对每个模块单独设计和调试。在研究铅酸蓄电池的电特性及其寿命影响因素的基础上，本文分析了多种常用充电电路的特性，并结合太阳能电池的特性和应用要求，设计出对蓄电池寿命影响最小的太阳能供电模块。在理解GPRS数据通信的基础上，本系统对PPP协议进行了裁剪，设计出可靠的UDP协议，并编写相关的软件实现数据传输功能。数据采集模块设计以高性能的ARM处理器为核心，具有格雷码信号和模拟信号采集功能，并对外提供一个简洁的

4、人机界面。最后，本文对样机系统的调试数据做了分析，并将该样机系统应用于河道水位监测系统。从运行的数据来看，本系统的设计是合理的，满足实际应用需要。关键词：太阳能，GPRS，数据采集，PPP，水位监测I杭州电子科技大学硕士学位论文AbstractHydrologicalmonitoringhasaveryimportanteffectinindustrialandagriculturalproduction.Itprovidesalotofdataforthewatersector,andplaysanimportantroleonF

5、loodandDroughtControl.Mostofthehydrologicalmonitoringsystemusewirepowersupplyanddial-upmeanstoachievethewaterleveldataacquisition.Thewaterlevelmonitoringpointsdistributeinawiderangeoffield,andmanyofthemonitoringpointsdonotmeettheconditionsoflayingpowerlines.Therefore,w

6、eurgentneedanewremotedataacquisitionsystemwhichneedn’ttolaypowerlines,hasfastandreliabletransmission.Thesolarwirelessdataacquisitionsystemdesignedinthepaperisakindofremote dataacquisitionsystemwhichusessolarcellsasenergy,andusesGPRStechnologyas thetransmissionway.Thesy

7、stemdoesnotneedtolaytheelectricitylinesandnetwork lines,soitiseasyextended.AsusingoftheGPRSasadatatransmissionmethod,the systemhasthefeatureofhighrateandreliabletransmission.Afterreadingalargenumberofdomesticandforeignliteratures,thepaper introducesthepresentstatusandd

8、evelopmenttendencyofremotedataacquisition technology.TakingintoaccountoftheadvantageofsolarpowertechnologyandGPRS tec