基于物联网架构的水文气象终端技术研究与应用

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1、学校代码：10289分类号：TP274+.2密级：公开学号：139030042江苏科技大学专业硕士学位论文（全日制专业学位）基于物联网架构的水文气象终端技术研究与应用研究生姓名勇娅询导师姓名王德明申请学位类别工程硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业控制工程论文提交日期2015年12月28日研究方向智能电气与系统论文答辩日期2016年03月18日答辩委员会主席曾庆军教授评阅人2016年03月22日分类号：TP274+.2密级：公开学号：139030042工程硕士学位论文基于物联网架构的水文气象终端技术研究与应用学生姓名勇娅询指导教师王德明江苏科技大学二O一六年三月AThesisSubmi

2、ttedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringHydrometeorologicalterminaltechnologyresearchandapplicationbasedonnetworkingarchitectureSubmittedbyYaxunYongSupervisedbyDemingWangJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2016江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作

3、所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日摘要摘要进入21世纪以来，人口、资源、环境3大问题日益严峻，解决这3大问题的主要突破口是海洋，因而开发、利用、保护、管理海洋至关重要。自动观测海洋要素，及时获取海洋信息，是研究海洋的必要手段，是开发利用海洋的关键。因此，研发一个低功耗、高性能的水文气象终端系统对海洋观测具有重大意义。本论文首先研究了《海滨观测规范》的要求以及基本海洋水文气象观测系统，对水文气象

4、终端的整体系统进行了设计。硬件上选择了ARMCortex-M3核的LPC1788微控制器为主控芯片，扩展了外围接口电路，如电源电路、RS485/RS232接口电路、SDRAM存储电路等。接着进行了嵌入式软件平台的构建，研究了实时操作系μC/OS-II和图形界面系统μC/GUI，进行了μC/OS-II和μC/GUI的移植和底层配置。根据水文气象终端需求进行任务划分和优先级配置，并对各个任务进行编程，主要任务有：串口任务、GUI显示任务、ADC数据采集任务、定时关背光任务、文件系统存储任务等。软硬件设计完成后，对水文气象终端进行了调试和应用。针对具体的应用场合，进行了传感器的选型，实现了数

5、据的采集、本地存储、实时显示以及远程传输功能。接着将SD卡保存的温湿度传感器测得的数据，与同一时间采用标准温湿度计人工观测记录的数据，进行了误差分析，验证了数据的正确性；利用最小二乘法对保存的温度数据进行多项式曲线拟合，预测未来3小时的温度数据。在上位机部分实现了数据接收与处理软件设计和实时监控界面设计，进行远程数据接收与显示。经过长时间的测试证明，基于物联网架构设计的水文气象终端达到了体积小、集成度高、通用性强、功耗低、环境适应性强等要求，且系统运行性能稳定，测量的数据准确性高，适用于各类海洋要素的观测。关键词嵌入式系统；水文气象终端；实时操作系统；GUI界面显示IAbstractA

6、bstractInthe21stcentury,population,resourcesandenvironmentalproblemshavebecomeincreasinglyserious,theoceanisthemajorbreakthroughtosolvethreeproblems,itisessentialtotheocean’sdevelopment,utilization,protectionandmanagement.Automaticobservingoceanicelements,timelyaccesstomarineinformation,isaneces

7、sarymeanstostudytheocean,isthekeytodevelopandutilietheocean.Therefore,itisgreatsignificanceforoceanobservationtodevelopahydrometeorologicalterminalhaslow-powerandhighperformance.Thisthesisstudiesthecharacteristicsofhydromete