基于fpga的水站监控系统研究

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1、分类号密级：学号：405812812005南昌大学硕士研究生学位论文基于FPGA的水站监控系统研究ResearchtheWaterStationMonitoringSystemBasedonFPGA陈佳晖培养单位（院、系）：信息工程学院指导教师姓名、职称：衷卫声教授申请学位的学科门类：工学学科专业名称：测试计量技术及仪器论文答辩日期：2015年5月30日评阅人:2015年月日一、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其

2、他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写签字円期：年6月S円二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文

3、全文数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按“章程”规定享受相关权益。签字日期年I月g日签字円期：y歧年（月&R论文题0基于FPGA的水站监控系统研究姓名陈佳晖学号405812812005论文级别博士□硕士0院/系/所信息工程学院专业测试计M技术及仪器联系电话E_mail通信地址(邮编)：备注：□公开□保密（向校学位办中请获批准为“保密”，______年_月后公幵)摘要摘要随着我国工业化水平的不断提高，各种污水的任意排放，导致水污染问题越来越严重，因此，我国加强了对水污染的治理和防御，在许多流域增设了水质监测站。为了增强水质监测的实时性和准确性，现场设备和监测参数不

4、断增加，这就对系统的可扩展性和通信功能提出了更高的要求，但目前使用的监控系统已很难满足这些要求。随着FPGA技术的不断发展，这为改善水站监控系统的性能提供了新途径。本文在分析以往水站监控系统的基础上，提出了一种基于FPGA的水站监控系统方案。对该系统总体结构进行了模块划分，并对各模块进行了详细设计。利用FPGA特有的硬件结构和丰富的内部资源，可以提高系统的可扩展性和实时性，缩短了系统的开发周期。控制器与分析仪表的通信采用Modbus协议，通过对Modbus协议进行详细分析，利用FPGA的模块化设计方法对Modbus协议进行了模块划分，具体包括波特率发生器、接收模块、发送模块和CRC校验

5、模块，并用VerilogHDL语言完成了各模块的功能设计和时序仿真，仿真结果表明该设计完成了Modbus通信协议的要求。根据系统的通信接口要求，利用SOPCBuilder工具搭建了NiosII处理器。采用GPRS技术实现系统的远程通信功能，并完成了模块的配置和软件设计。最后，利用VisualBasic开发了远程数据管理中心软件，包括网络通信功能控件设计和软件界面设计。该系统方案为研究水站监控技术带来了新思路，在工业通信领域也具有一定的实用价值。关键词：FPGA；Modbus协议；水站监控；GPRS；VisualBasicIABSTRACTABSTRACTWiththecontinuou

6、sdevelopmentofindustrializationlevelinourcountry,allsortsofsewagewasdischarged,whichleadtowaterpollutionmoreandmoreserious.Therefore,ourcountrystrengthenedthecontrolanddefensedofwaterpollution,andaddedmorewaterqualitymonitoringstationsinmanyvalleys.Inordertoensurereal-timingandhighaccuracyofwate

7、rqualitymonitoring,monitoringparametersandfielddevicesshouldincrease,whichrequireonthesystemscalabilityandcommunicationfunction,butcurrentlyusedmonitoringsystemcanhardlymeettheserequirements.WiththecontinuousdevelopmentofFPG