基于3G的能耗数据采集器设计

针对大型公共建筑实时监控能耗的需求,借助3G网络传输的优势,提出了一种基于3G的能耗数据采集器的设计方案。该方案使用STM32为主控制器,根据Modbus通信规约通过RS485方式实现对智能电表的能耗数据采集,再将数据通过3G无线网络远传至服务器。重点设计了采集器的硬件电路,数据采集与传输驱动程序。经实验室测试,该采集器能实时、准确地采集数据并传送至服务器,性能稳定可靠,能够满足能耗监测系统的需求。     

基于ARM Cortex-M3微控制器与QDUC的嵌入式激励器设计

为解决传统激励器设备体积大、成本高等问题,采用ARM Cortex-M3微控制器与QDUC方案设计了一种嵌入式激励器;系统基于ARM Cortex-M3微控制器、以太网PHY与uIP TCP/IP协议栈构建有线以太网实现与外部上位机之间的数据的收发,使用专用QDUC集成电路芯片对以太网传送来的基带数据进行正交数字上变频,产生任意波形射频激励信号。该方案具有环境适应性强、尺寸小、结构简明、开发难度低、工作稳定可靠、可扩展性强等特点。试验实测系统工作于UDP模式时最大可用基带数据更新速率可达21.5Mbps,输出射频信号载波频率覆盖DC～400MHz,满足实际工程需求。     

多脉冲强流直线感应加速器测控系统中仪器通信与控制

多脉冲强流直线感应加速器(LIA)测控系统中仪器设备数量大、种类多、总线类型复杂,其通信和控制直接影响装置运行的可靠性。在硬件上将众多仪器根据功能划分成不同的子系统,每个子系统仪器设备通过必要协议转换后和相应的前端设备服务器连接,然后接入测控系统网络;仪器设备的通信控制软件采用LabVIEW平台进行开发,前端设备服务器中的本地控制程序通过VISA或UDP协议与仪器通信,远程通信采用DataSocket技术;为了应对强烈的电磁干扰和高压冲击,对仪器供电系统以及Marx充电线路进行了多处隔离,同时采取优化网络结构和数据流向、采用UDP协议以及主从模式总线仲裁等措施提高软件的可靠性。这套系统目前应用于多脉冲强流LIA装置的调试试验中,运行稳定可靠,完全满足实验要求。     

基于ARM+交换芯片的协议转换器的设计

针对目前同步串行协议通信速率低和可靠性差的现状,设计了一个基于ARM加交换芯片的协议转换器来完成同步串行协议到网络通信协议的转换。设计采用S3C2440为核心处理器,并通过服务器和客户端建立连接,以套接字的形式将SPI协议转换成TCP协议接入到以太网,采用网络调试助手和串口调试助手对客户端和服务器的协议转换通信进行测试和分析。实验结果表明服务器通过SPI总线发出的数据经过封包后构造成可以在网络上转发的报文,经过交换芯片的端口转发到达客户端完成SPI到TCP协议的转换。     

一种用于分布式控制的光纤通信协议设计与仿真

针对航天飞行控制系统特点,对比了光纤通道协议的三种拓扑结构的应用,对实际特定应用中功能与需求结合不紧密的方面进行研究,提出了一种适用于航天领域分布式控制的光纤通信协议;详细描述了协议的功能框架、拓扑结构和数据格式,基于FPGA搭建了通信协议的实现平台,着重描述了工作流程和状态机设计,最后对协议设计进行了多节点通信仿真;结果表明通信协议能够满足分布式控制需求;对于未来光纤总线在航天领域的应用具有推广意义。     

振动试验设备仿真系统中的数据通讯

振动试验设备仿真系统是一套全数字仿真系统由3台计算机组成，形成一个Client／Server模式的网络体系。采用TCP协议在服务器和客户机之间建立了点一点面向连接的网络通讯。采用VB设计客户机应用程序，采用MATLAB的SIMULINK工具设计仿真程序，由于SIMULINK没有数据通讯模块可以直接调用，因此仿真系统中的数据通讯实现，难点在于MATLAB环境下的Winsock网络通讯程序设计。     

基于STM32与串口服务器的IP语音通信系统设计

针对模拟训练系统中语音通信的应用需求,提出了一种基于TCP/IP协议在局域网内进行IP语音通信的实现方法。分析了该语音通信系统的组成结构和工作原理,设计了以微处理器STM32F103ZET6为核心、以语音编解码芯片VS1053B为驱动的语音控制电路,SD卡连接电路和电源电路;移植了UCOSⅢ嵌入式实时操作系统增强控制系统的实时性和稳定性,采用FatFs文件系统管理SD卡存储设备。利用串口服务器实现串口数据与以太网数据的快速交换,完成模拟训练系统局域网的搭建,实现基于TCP/IP协议的稳定高效的IP语音通信。测试结果表明,系统稳定可靠、扩展性强,语音通信质量满足模拟训练使用要求。     

危化品运输跟踪监测系统上位机的设计与实现*

针对危险化学品的特殊运输环境和事故风险,设计了一种基于卫星通讯系统的危险化学品运输跟踪监测系统,并结合百度在线地图和C#、JavaScript语言实现了上位机端的远程监控,重点介绍了远程监测中心的数据通讯方式、GIS可视化、运输状态监控的实现。终端检测到的信号通过GSM短信或TCP/IP方式反馈至监控中心,由监控中心上位机对数据进行自动处理和图形化显示,并对危险情况进行预警。经过测试和分析,系统的操作界面简洁直观,检测精度满足运输需求,能有效提高运输过程中的安全性。     

基于μC/OS-Ⅱ的Modbus/TCP协议的实现与性能分析

Modbus/TCP是运行在TCP/IP协议之上的应用层实时报文传输协议;分析了Modbus/TCP协议构成,并在实时内核μC/OS-Ⅱ及嵌入式ARM软硬件环境下,将Modbus帧嵌入到TCP帧中,实现了Modbus/TCP协议;通过Modbus/TCP通信组件模型,实现了μC/OS-Ⅱ内核下的C/S通信;提出了嵌入式ARM平台上Modbus/TCP原型测试与性能分析方案;经测试,数据延迟在300帧/秒的发送速率下基本稳定在1.3ms以内,有用数据的传送量约为30kb/s;测试结果表明,Modbus/TCP协议具有较好的实时性与稳定性,能达到工业化标准。     

基于LabVIEW的水下航行器 航行控制系统通信模块设计

为了保证水下航行器的航行安全,航行控制系统内部通信和航行系统与综合控制台之间的通信的性能需要具有较高的实时性和可靠性。本文基于以太网搭建系统,详细地介绍了系统通信的组成和传输数据的类型,结合系统要求以及TCP/IP、UDP通信协议的特点,选取合适的协议和数据传递方式;对于出现通信堵塞和数据包丢失以及链路不稳定情况,采取自动重连和数据自动重发机制;并采用图形化软件LabVIEW的封装函数实现数据的收发和保存,借助LabVIEW和C语言混合编程实现数据的高效处理;在实验室搭建半实物仿真平台进行测试,结果表明,航行控制系统内部以及和综合控制台之间的数据传输准确、可靠。     

基于STM32F407的以太网通信模块设计

物联网的大规模形成和高速发展,使得基于以太网通信的嵌入式系统开发成为物联网应用的一个实际课题。本论文设计了一种以STM32F407作为主处理器的以太网通信模块;利用32位闪存微控制器STM32F407与以太网模块CH395实现串口通信;采用CH395控制芯片内置的TCP/IP协议栈与上位机LabVIEW客户端建立数据通信,并实时发送测试数据进行实验研究。实测结果表明：基于STM32F407的以太网通信嵌入式系统工作稳定,数据传输可靠,能够满足系统设计需求。     

基于ZigBee技术的水域污染远程智能监测系统设计

针对所监测水域范围较大实时监测能力不强,水质污染程度监测不准确等问题,提出构建基于基于ZigBee无线通信技术的智能水域污染程度监测系统,利用ZigBee无线通信技术与Internet网络将水质检测数据发送到远程水质监控中心进行汇总处理,监控中心的服务器可获取到所监控水域范围内所有水域的水质污染程度数据、污染发展趋势、主要污染物等信息。本文对水质检测传感器模块、ZigBee无线通信模块、单片机外围电路、模数转换电路等硬件进行了设计;系统软件设计了远程参数设置、驱动程序等内容。通过系统测试结果表明,该系统对于水质污染程度的检测准确率可达到98%以上,通信成功率达到100%,水质检测终端工作稳定可靠,通信速率满足实时监测要求,适用于各种水域环境的水质污染程度的监测需求。     

物联网云平台ZigBee无线通信网络节点设计

随着科学技术的发展,无线通信技术不断成为当今社会的通信方面的主流发展方向;对于一种可以集所有通讯方式的优点为一体,并且可以实现远距离网络通信传输的方式成为现在通讯技术行业的主要研究方向;而文章根据一种基于ZigBee协议的无线网络通信架构进行研究,设计出一种可以满足当今通信需求的硬件平台;其中应用到ZigBee协议中的短距离传输技术和将其与SPI接口连接完成的一种通信技术手段;最后将ZigBee单片机通过USB接口与计算机相连接完成通信无线传输工作;文章中提出了这种平台设计的软件设计方案和硬件设计方案,并且通过软硬件设计,分析出其所具备的优点和未来发展能力;通过对比试验,得出这种无线传播方式有更好的传播效率和节省能源的优势。     

定制Linux LiveCD的研究与实现

针对每次安装Linux都要根据需要重新配置系统环境的问题,提出一种在Linux下定制LiveCD 的方法。Ubuntu是Linux众多发行版中的一种,在Ubuntu下制作LiveCD最常用的方法是使用UCK和Reconstructor,但是这两种方法都不能把当前系统生成LiveCD,鉴于此,研究并实现使用Live Ubuntu Backup在Ubuntu下定制LiveCD的方法。该方法首先将配置好的操作系统备份成一个squashfs文件,然后用该squashfs文件替换掉原始系统中的squashfs文件,最后将符合用户需求的系统生成LiveCD。实验结果表明,该方法满足定制LiveCD的要求,并且最终生成的LiveCD运行稳定,达到了预期要求。     

电网智能单元加密算法效率评估

随着智能电网发展和电力终端设备智能化和网络化的提升,基于TCP/IP协议的数据通信面临着传统的网络安全隐患;智能电网单元是电网控制的关键组成部分,负责电网业务数据的采集处理、控制指令的收发和执行等工作,涉及大量数据传输,如何保证数据的机密性,是电网系统正常运作的关键因素之一;针对智能单元的传输规约和传输数据的特点,通过模拟智能单元计算环境,在保密性需求的基础上,结合智能单元计算资源的实际情况,综合分析电力行业和国内常见密码算法,包括对称算法和非对称算法,从运算时间及稳定性,数据长度相关性,密钥长度相关性和加密模式几个方面对算法的性能进行综合性评估;为不同智能单元的机密性保护尤其是加密算法的选取提供理论基础和实验数据。     

基于串口转WiFi的物联网终端远程控制实现方法

随着物联网技术的高速发展,对同一无线局域网内的设备进行控制时,存在传输距离短、可移动性差等缺点。针对此问题,提出了一种物联网终端远程控制的实现方法,采用串口转WiFi模块,通过Socket模式下的透传机制,传统的串口设备能够无线接入到互网络中基于MQTT消息传输协议的服务器上,完成数据的接收和发送,从而使终端设备突破无线通信距离的限制,达到数据交互和远程控制的目的。实验结果表明该方法正确、可靠,可广泛应用于智能家居、工业控制等领域。