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本课题的目标是设计并实现城市路灯无线远程监控系统。无线远程监控系统,是远端的数据监控中心通过通讯网络,对一个小区域内的众多监控节点进行数据采集与控制。其价值在于突破地域和环境限制,实现对小区域范围大量节点的监控,从而实现远程调度、指挥决策,最终实现生产资源和社会资源的优化配置。无线远程监控系统是结合当前多种无线通信技术和信息处理技术的新型监控系统。根据无线通讯覆盖范围,无线网络分为无线广域网和无线局域网。无线广域网最成熟的代表之一是GPRS移动通信网。在无线局域网方面,以低功耗,低成本,低速率,高容量,短延时,近距离,高安全著称的Zigbee技术是目前无线监控领域的一个热点。结合GPRS和Zigbee两种无线通信技术构建无线远程监控通信网,是无线监控系统的新思路。
本论文主要介绍了城市路灯无线远程监控系统的总体设计,各个模块的设计方案及其具体实现。首先总体介绍该城市路灯无线远程监控系统以及系统的模块划分。本课题采用系统工程的思想方法,将整个无线远程监控系统划分为监控中心软件模块,GPRS通讯通道模块,Zigbee通讯模块和远端现场数据采集控制模块共四大模块。
而后讨论了基于Zigbee技术的无线局域网Zigbee通讯模块的设计与实现,包括Zigbee技术的基本概念,协议栈结构,应用架构,Zigbee节点软硬件实现,对在路灯监控这个特殊应用场景中的Zigbee网络组网技术,地址分配技术,网络参数和应用参数掉电保存技术也进行了深入地分析和阐述。
然后讨论GPRS模块的设计与实现,包括GPRS技术的工作原理,TCP/IP,PPP有关基础知识的介绍,然后在分析μClinux内核结构和特点的基础上,详细研究了μClinux的引导与移植,内核配置与编译,下载与启动,并建立了嵌入式系统开发环境,介绍了GPRS通道模块在μClinux中的具体实现,在嵌入式Linux平台上实现了GPRS的连接和应用层通讯协议的设计。
随后介绍了监控中心软件模块,实现了软件系统总体结构。该模块主要包括数据库设计子模块,用户界面子模块,监控中心GPRS接入方式通讯子模块。
最后,给出了本论文的工作总结以及关于对进一步的工作方向进行了简要的讨论。