《基于GPRS的电力移动巡检系统的应用研究及路径寻优算法的探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于GPRS的电力移动巡检系统的应用研究及路径寻优算法的探讨（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Y 明捅S 9f 害伤震案大垮硕士学位论文基于G P R s 的电力移动巡检系统酌应用研究及路径寻优算法的探讨研究指导教专业名研究方所在学生。一一一奎堑盟。师：一扯在挞夔缝称：鑫些电亿当自麴监二向：o酲虫匦鲎亟岱院：信息皇艋耋至捏堂隧一2 0 0 6 年5 月8 日摘要电力系统的稳定运行关系着八民牛活和生产活动乃争圈家和社会的稳定。f b ，J 系统的每次故障都自可能给社会造成尢法估量的损失。所以，保lI ，系统安全运行足输变电部门等电力行业的首要任务。电力线路移动巡检是有效保证电力系统安全的一项基础工作。巡检的目的是掌捧线路运行状况及周围环境的变化，发现设施缺陷和危及线路安全的隐患，保证线路
2、的安伞和电力系统稳定。嵌入式技术、无线通信技术以及计算机等技术的小现与门渐成熟，给电力巡检系统的发展带来了更加广阔的发展空间。课题旨在配电系统中通过移动终端的硬件与软件设计实现嵌入式移动终端与扁台服务器之刈的6 P 晦无线通信，并对最短路径的问题进行探讨。课题采用三星公司的s 3 C 2 4 1 0 X 作为嵌入式移动终端的核心芯片，设训了相应的电源模块、G P R s 模块、G P S 模块、L c D 模块、扩展存储器模块等。系统的开发采用了北京博创公司的U P 一问巳，I ：A R M 2 4 l O 一8 作为开发的实验平台采用了s I M l 0 0 的G P R s 模块、G P
3、s 2 4 的o P s 模块为扩展模块，进行了硬件系统的测试。通过埘几种通信方式的比较，采用了G P R s 无线通信技术，存争而介绍o P R s 通信技术原理培础E ，对G P R s 通信技术应用在电力移动巡检系统的i 可行性进行深入的分析、探讨，埘警个通信过程进行r 详细的设计实现了电力移动巡检系统中G P R s 见线数荆传输。并月存数据传输的过程中采取相应的措施傀汪通信的可靠性安仝性。系统的设计可以使巡线员准确的畦录巡视每一根秆塔的时间和线路上的各种情况，从而发现线路运行缺陷和存在的重要事故隐患，为综台治理、以及要采取的相应改进措施提供详实的依据。使现场巡检管理、缺陷管理信息纯、
4、标准化，圳，及野外巡线工作管理的精准化，最终提升线路运行的可靠性。关键谰：电力线路移动巡检；G P R s ；嵌入式系统；最短路径A B S T R A C TT h es t a b l or u n n 碴o fe l e c l r i c 4 Ip o w e rs y s t e mI sr e ia g 【h el l v e so ff h 。p e 叩1 ea n dt h cp r 州u cc i o na c “V 1 t ya n de V e nn a t j o n a la n ds D c I e t a ls t a b l I i t y1 1 h ee a
5、c l lb r e a k d u w no f e l e c 州c 刚I ) 【w c rs y s t e mm a vb r l n gm e 州m a b l ed a m a g ec ot h es o c i e I yT h e r e f o r e ，t 吣1 1 1 0 s Ii l T I p 。n a n t 【a 咄o fe l e c t r j cp o w e rp r o f e s s l o nJ 】hp o w e rt r a n s f o m l e rd e P a n I n e n tj st Og u a r a l l t e e
6、。l e 。c a IP o w e r8 y s 馆ms a f co p e r a t i o nT h ee I e c cP o w e rn l l g r a t l o nj n s p e 。1 5s y s t e mi sa ne 艉c n v 。g u a r a n l e ef o rl h 。P n w ers y s I e n l ss c 。l 州?T i n s p c c t i o l lt 。e n s u r et h es a f e t y 卸d 咖b 川t yo fe l e c t r i c a lw n gs y s f e m 】s
7、训d m g 。u n d i t j o n sa n d1 h es u r r o u n d j n go n v l r o n m en lc h a n g e s ，a n dn n d i n gf a c 帆 e sI i m l t a c I o na n d cp l 内山wh i c l ln l a vc n d n g e rs a I b1 1 n e sE m b e d d e dt e c h n O l o g y w r e l e 骆t e c h n oJ o g ya n dc0 l n p u t e rI e 曲n o I o g ，_ w
8、 t ht h ee m e 噻c n c eo ri n c r e a s j “g I ym a t u r et e c h n 0 1 0 9 y J l b n n gl h ed e V e I 叩m e l l to fe l 。c I r ym o b I I e 【n 5 p e 蚓o n9 y s t e m 卅hm o r eS D a c eT h i sp a p c r sp O p u r s ei st oa c h i e v eO P R Sw l r e I e s sc o 【n m u n j c a t i o n si nt h ed l s t
9、 b u t i o na u t o m a t l o ns y 班e mb e t w e e na ne m b e d d e dm o b i l et e m l i j l a 】sa f l ds e f v e r sb a c k g m u n do nt h eh a r d w a r ea n ds o n w a r ed e s i g no f m o b l l et e r m j n a l s 卸dt op m d ei n t ot h et h es h o n e s tp a t hi s s u e sT h eS 3 C 2 4 1 0
10、xm o b i I et e 盯n i n a l sc h po f S a m s 帅gC o r p o r a t j o n1 su s e da Sa ne l n b e d d e dc 1 1 l D s a n d 岫c o 丌e 5 p o n d n gp o w e rm o d u l e ，0 P R Sm o d u l e s ，G P Sm O d u I e s ，L C Dm o d u l e s m e n l o r ye x p a n s I o l lm o d u j ea r ed e s i g n e dT h eS y s l e
11、 m su s e dU P _ N E T A R M 2 4 1 0 sf r o mt h ec o m p a n y 。so fB e 啪gB uC 恤n 坚a se x p e m e n t a ld e v e l o p m e n tp l a 肺彻粕du s e dS J M l 0 0a st ha P R Sm O d uJ e ，们eG P S 一2 4a 5G P Se x p a n s l o nm o d u l e ，ah a r d w a r es y S t e mt e s th a sp u tu p n l ek e yo fl h i ss
12、y s t e mi sO P R sw 蚓e s st r a n s m i s s l o np r o c 黜T h eG P R sw e s st e c h n o | 0 5 i e sa r ca d o p t e dc h r o u g h 椭ec o m p a r i s o no fs 州e r a lw a y so fc o m m u n 】。a I i o nT h j 5P a p e rr e d I j c e s 山ca 卵I 【c a l l o l l so fG P R Sc o m m u n l c a t l o n s 惋c h n
13、o l o 甜I nM o b l 璐弦c u v eS y s t e ma n da n a I y s e sf e j 乜l m ym - d e p 饥。j a r i “e sd e t a l 】e dd es l g n0 ft h ee n t 打ec o m m u n i c a “o n 8p r o c e s s o nac o m p r e h e n s i v cp r e s e n L a t l o na P R Sc o m m u n i c a t l o n st e c h n 0 1 0 9 yp n c j 州e sb a s i sT
14、h l sS y s t e m1 a k c sc o r r e s p o n d m gm e d s u f e sI og u a r a n t e et 1 1 er e 】1 a b i l i t ya n ds e c u r i l yo f c o m m u n j c a l l o n nt h ec o L l r s eo f t r a n s m is s i o n T h es y s t e mm a ya c c u r a t e I yn o t et h et i m ew h l c he a c hp O I ee o w e rsm
15、s p o c I e da n de a c hk m d 。r es j t u 撕o n ，t h u Sd i s c O V e rn a w 柚dt h ee x i s 培n c oj m p o n a n Ia c c i d e n th i d d e nd a o g e ra n dp m v et h ed c t a db a s j st om a k et | 1 ec o n s p O n d i r 培1 m p r o v e dm e a s u r ef o rt 1 1 ec o m P r e h e n s l v ep r o g r a
16、f 【lo fP L 由l i co 珀e nT h I sw 1 1 1a v a i li n f o r m a t i z a t j o no ft h em 舭a g 锄e mt oi 船p e c tt h es c e n ea n dt h e 们a wm a f l a g e m e 吨t h es t a n d a r d i z 砒i o n ，a Sw e 】1 髓t h ep r o c j s eo ft h ej o bm a l l 8 9 e m e n tt h a tp a t r o n n go p e nc o u n t r yt h ol
17、泊e n n aJ l yw p r o m o l et 1 1 eJ j n em O v e m e n tr o l j a b i I i t y K e vw o r d ：P o w e rm o b i l ei n s p e c t i o n ；G P R S ；E m b e d d e ds y s t e m ；o p t i l n u mP q t h独创性声明本人声明所呈叟的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，沦文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得沈阳农业大学或其它教育机构
18、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了谢意。虢参竹时间：删年占厅乒日关于论文知识产权和使用授权的说明本论文的知识产权为沈阳农业大学所有。本人完全了解沈阳农大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，兜许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意沈阳农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的内容。学位论文中的所有内容不经沈阳农业大学授权不得以任何方式女? 自对外发表。( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研一名：荟 瑚导师签名孰在求时间：2 矾 年z 月止
19、日时阃：z ，口乃年5 日t 沈阳农业大学颁士学位论文第一章前言随着电网改造的逐步深入，电力配电网技术的高速发展，要科学、经济、有效的控制电网运行，必须逐步提高配电网自动化水平。配电网自动化系统是电力部门改善供电质量，合理配置供电设备，有效实现电力需求侧管理的重要措施。在配电网的自动化系统中，信息技术的采用更多表现为以数据存储及信息传递为主。然而企业面J 艋的信息来源、信息量和处理要求都在迅速增长，由此对工作效率和反应速度也提出了更高的要求。配电网的自动化水平涉及到故障的检测、故障的隔离、转移供电线路的巡检等。而由于分布在城市、郊区和农村的低压配变电具有节电数量大、分散、环境复杂等特点。对野外
20、巡检工作人员传输的数据具有实时、准确、高效的特点。这些方面都涉及到通讯问题，通信经常成为这类系统的瓶颈，总是存在着可靠性与经济性两者不可调和的矛盾。对于如何实现有效的电力线路巡检管理，目前除了采用传统的人工巡捡外，还有采用视频监控、综合检修车，甚至直升飞机等电力线路巡检手段。这些方式在对国内电力企业来说，成本过高，实施困难，且不易推广，同时也难以解决巡视工作中人为因素的影响。电力巡检系统虽然都已实现了基本的信息化，但原有模式显然难以满足日益增长的事务处理、信息共享、工作协同和决策支持等方面的要求。为保证企业管理和业务决策的更加迅速及时，欲达到与国际一流企业的现代化管理水平接轨的要求，充分利用先
21、进的移动技术对于系统的建设中就显得格外重要了。1 1 电力移动巡检系统的现状及存在问题目前，电力是最为主要的能源来源，绝大多数的家庭和生产设备都依赖电力运行。输电线路和设备作为整个城乡输配电网络的基础支撑，是其中必不可少的重要一环。旦某段线路出现故障，轻则给一定区域内的人民生活和生产带来不便，重则使人民生活和生产陷入瘫痪，并可能涉及所在的整个网络，造成巨大的社会影响和经济损失。由于长期暴露在自然环境中，不仅要承受正常机械载荷和电力负荷的内部压力，还要经受污秽、雷击、强风、滑坡、沉陷及鸟害等外界侵害。J 二述因素将会促使线路上各元件的老化，如不及时发现和消除，就可能发展成为各种故障，对电力系统的
22、安全和稳定构成严化，如不及时发现和消除，就可能发展成为各种故障，对电力系统的安全和稳定构成严第一章前言重戡胁。输配电线路的安全和畅通与否在一定意义上游，主簧驭块于线路F I 常维护管理翻线簿预防水平。雨目蔫绦证输 ! l 己电线路及设备的稳定、安袅运行的方法主要是进行人：线路巡检。这零中传统的线路霞常维护及管理，主要靠巡硷员瓣线酶进行巡视敬查来掌握线路运行状况及周围环境的变化，发现设备缺陷和危及线路安全的隐患，提出具体捡修意见，教蠖及耐消除缺陷、预防事敲发生或将故障疆制在最小越围，从新保证输配电线龉安全郭电力系统稳定。在线路巡捡现垢，需要由巡检爨手工记录敲障或缺陷数据焉登录到捆应装格上，然后强
23、到办公室重新录入到电脑，囊分析软件( 如8 x c E L ) 进行处理。这种巡检方法主要存在以下弊端：缺贯满捡记录不规范赞对繁琐看期处理难谱估难参考价值单一由于线蘸巡梭非常艰苦，往往缺员严重魑有的巡检体系经难保证捡奁质量，无飙考查工作人员是否对每报轩塔，每个设备，每个项目进行检查由于巡检项羁内容繁杂，虽巡检人员各自知谈经验积累程度不同，所以填写虑容或箍单或复杂，或抓得住重点，或抓不到实质每个问题项露，都要逶进笔记录到纸上，必要对还霈辘以作图，l o k v 以上线路，每个奄杆项目需一一记录，譬多赞时。对每次巡捡豹大量数据进行收集，处理，分析，工作最大，由于资料量大，遗失严羲。报难霹工作人员的
24、工绍定性定量进行评镳。巡捡数据局限于线管运用，相对独立于电力整个系统与电力系统寒度集成化相背雕此抟统巡检线路系统存在诸多隐患。1 因为输电线路地理分布较广，巡检A 烫拿着宽大的报表在现场到处抄写根不方便。蔼回到办公室衙，数据需妥重新录A 电脑，速度慢，工作量大，蓊虽容易出罐、数雍不便保存、查询。2 系统所表现的信息，要么通过大量文字的形式描述，要么羽表格的形式表现，且数据分析统计较羡，无法反映线路设备的地理特征。在聪撬已有信惠遴行稃估、管理决策时，霹要的规律和讯息往绽会被搬此大鬟、繁杂的数据信息联淹没。沈阳农业大学硕士学位论史3 巡检工作量大，工作时间长，巡检人员凹处走动，精力下降，不可避免的
25、出现主观性的C 作失误，同时也缺少对工作人员进行巡检时的信息帮助和峪督，难以保证巡榆质量，极易出现漏检、错检，甚至H 1 现不到工作现场而任意填写巡检信息的现象。凶此采用科学有效的管理方法，促进巡检制度的落实，在巡检中及时发现问题，预防各类故障是输配电网维护管理工作中的重中之重。1 2 电力移动巡检系统的新方式目前国内的电力行业在传统的人工巡检方式基础上，开始尝试了一些新的方式。常见的电力巡检集成技术有信息钮I c 卡巡检、P D A + 条码、P D A + G P s 等方法。1 、信息钮、I c 卡巡检：每条线路的每支杆塔都需要安装相应的设备，如信息钮( 也称信息螺栓) ，上有检测雷击电
26、流通过杆塔的传感器。巡检人员线路巡查时使用邈检器，事先要将杆塔对应的线路名称及杆塔编号信息写入信息钮。巡检员到达需要查看的杆塔时，旋下螺栓盖后用巡检器对准信息钮的定位口，巡检器显示并记录相应杆、塔的线路名称及编号以及检测日期和时问。巡检器所记录的上述内容由巡检I c 卡提取，然后，计算机系统软件通过列巡检l C 卡信息的读取，将巡线员巡视每级杆塔的时间、杆塔遭雷击的信息以及线路各种缺陷类型的详细情况自动录入到计算机中。这种方式综合成本高，而且维护这些额外的信息装置增加了实际的维护和检修工作。2 、P D A + 条码；事，b 在杆塔上完成条码标记定位，巡检员到达时用带扫描装置的P D A 进行
27、扫描，通过条码信息确认所在杆塔位置，然后将缺陷等详细情况录入到P D A 中。但巡检人员经常需要更换杆塔上的巡检条码，所以使用管理都不方便。3 、P D A + G P S ：这种系统较其它方式有所进步，它不依赖附加在电力设备上地信息设各，只要巡检人员走到待巡视的设备周围，即可实现在特定时| 甘 和地点的数据采集，巡视工作结束之后，数据通过某种局域地无线方式进入局内地系统数据库。有少数电力局应用了这类系统，由于采用离线异步方式，仍有很大的局限性，智能化程度还是不高。针对以上方案的缺点，在充分的考虑下，借助于最新的G P s 技术和G P R s 技术，我们可匕上采用0 P R s + a P
28、s + P D A 的方式，极大提高了电力巡检的效率，提高了电力系3第一章前言统的安伞性。1 3 本课题研究的目的、内容与必要性131 本课题研究的主要目的、内容本课题旨在配电系统中实现P D A 与后台服务器之间的G P R s 无线通信，并提供电力巡检的最优化路径，以提高电力G l s 的方便性与工作效率。主要内容包括：研究如何在0 P R s 的网络基础上，实现P D A 与G P R s 模块结合，与后台服务器之间进行数据的传输与发送过程。G P R s 、G I s 与P D A 模块一体化方案的探讨。摄短路径问题的探讨。13 2 本课题研究的必要性随着G s M 和G P R s
29、的发展，使得配电网的通讯问题有了新的契机，G P R S 网络，支持无线方式的分组包交换功能，其永远在线，快速传输、按流量计费的特点，很好的满足了低压配电网数据传输的需求。目前，数据采集节点和配网控制中心的通信方式，主要尾固定传输和现场数据采集。使用R s 4 8 5 、光纤、M o D E M 拨号等有线传输涉及到布线施工、建设成本、安全和可靠性等一系列问题；电力线载波是解决问题的方案之一，但是通讯的成功率、电网的状况、跨变压器不可传输和在事故情况下和载波频率分配等方面却存在缺陷不能有效应用。G P R S 数据系统的推出使这一难题迎刃而解，利用G P R s网络的无线数据通信方式代替传统的
30、做法，将能克服以上缺点。在保证数据传输的及时、准确的前提下，将系统运行费用也降低到了最低。本课题提出基于移动G I S 的无线通信的解决方案，G P R s 在电路巡检、故障定位、配电监测、电能计量等方面有许多其它通信方式不可比拟的优点，在课题设计中，主要考虑在野外巡检的时候通过G P s ( 全球定位系统) 和P D A 完成无线通信，实现野外巡检的快速化、智能化、电子化和信息化，实现监控中心和移动用户之间的无线通信，提供给巡检人员最优化路径，以提高工作效率，对电力系统的及时维护，故障检测，定位等提供最大的帮助。沈阳农业大学硕士学位论文第二章电力移动巡检系统中的通信方式目前，电力移动巡检系统
31、中主要分为有线和无线两大类，有线通信一般包括光纤、电话线等方式，无线通信方式有8 0 2 1 1 b 无线网络、G s M 、c D M A 、G P R s 等。针对现有的通信方式，本章进行比较并选择G P R s 作为系统的通信方式。2 1 电力移动巡检系统对通信系统的要求电力移动巡梭系统对通信系统的要求主要体现在以下几个方面：l 、通信系统的可靠性信息传输的可靠性是支撑电力巡检数据传送到后台管理的系统的有效保证，因此，信息的可靠性传递显得极其重要。由于巡检系统的通信过程是在野外进行的。所以通信系统必须能够在恶劣的气候环境下可靠工作。此外，通信系统将在较强的电磁干扰下工作，间隔放电、电晕、
32、谐波干扰、雷电、故障、涌流等电磁干扰，会对通信的可靠性产生很大的影响。2 、通信系统的费用由于移动巡检的通信系统造价较高，因此，通过恰当地选取通信方式可以节省大笔的建设费用。如果通信方式设计得不舍适，有可能会产生过高的建设投资，使得所建成的移动巡检系统的效益难以发挥出来。在对通信系统进行预算时不仅要考虑设各的造价还要估算通信系统长期使用和维护的费用。3 、通信速率的要求任何通信系统的带宽都是有限的，带宽越窄，通信速率越低，在建设通信系统时，不仅要满足当前的通信速率要求，还要考虑到今后发展的需要。在选择通信方式之前应当首先估算移动巡检系统所需要的通信速率，应考虑至最坏的情形，并根据需要恰当选取合
33、适的通信方式和通信网络组织形式。此外，在设计上应留有足够的容量以满足今后发展的需要。4 、双向通信能力移动巡检系统要求双向通信能力。由巡检终端将采集到的设施坐标、设施状态等数据实时的上传到后台管理系统，而后台管理系统也可以实现巡检监控、管理巡检情况、第二章电力移动巡检系统中的通信方式下达巡检任务给巡榆人员。因此，巡检系统必须要求有职向通信能力的信道。5 、通信不受停电的影响通信系统要求在停电的地区通信仍然能正常进行，也就是说，在巡检的过程，不会像采用电力线作为通信息系传输媒介那样受到影响。6 、通信系统的使用与维护方便性电力移动巡检系统在设计上，要尽可能的简化复杂的通信系统，便于维护与使用。电
34、力系统的用户大多不是通信与电力技术的专业人员，他们往往不熟悉通信设备。因此有必要对其工作人员进行细致深入的培训，以提高他们对同新技术的使用和维护技能。在对一种通信手段的经济效益分析时，应将培训费用考虑在内。选择标准的通信设备和通信协议不仅能提高系统的兼容性，I I j 且为今后的扩展带来方便也有助于降低使用于维护费用。选择无线通信方式，无须像有线方式对线路进行维护和防护。选择成熟电信运营商的传输设施，即保证质量，又节省成本。7 、保证通信的实时性系统的实时性体现在能够提供实时监控、实时查询后台数据等方面的功能。通信系统必须保证信息传输的实时性，巡检系统能够及时的响应有关要求。8 、保证信息的安
35、全性巡榆系统传送的信息是配电网运行的重要数据，这些信息能否安全传达直接关系到配电网络运行的安全性，电网的安全生产是电网企业永恒的主题和第一要务，所以在设计配电网自动化信息传输网络时必须对数据传送的安全性予以足够的重视，同时应采取有效措施隔离外部其他网络的恶意攻击，确保配电自动化信息的安全有效传送，保证电网的连续安全生产。2 2 电力移动巡检系统中的几种通信方式目前，在配电网自动化系统中，主要有有线和无线两大类的通信方式，涉及到巡检系统的也主要是这些方式，而电力移动巡检系统发展的趋势宜是以无线通信方式为主，来与巡检后台进行数据交换。目前电力通信有以下几种主要方式：1 架空明线或电缆。其特点是建设
36、简单，线路衰耗大，频带窄，容易受到干扰，6沈阳农业大学硕士学位论文电力系统自动化中只能做近距离传输信道。2 配电载波。配电载波系统数据传输速率较低，容易受到干扰，由于反射使得配电载波在馈线的某些部分存在盲点，其优点是技术相对简单。3 光纤通信。光纤通信与其他通信比较有以下优点：光纤传输频带宽、通信容量大，传输损耗小，光电隔离，不受电磁干扰，组网方便、灵活，但造价较高4 微波通信。微波通信在电力通信中发挥着重要的作用，对于调度自动化和变电站综合自动化数据的传输有重要意义，微波频率为1 G H z 以上，属视距传输，传输容量大，稳定性能好，同时由于微波通信在电力系统运行多年，运行维护人员积累了丰富
37、的经验。但是，微波为点对点传输，而配电系统点多面广，显然不适合应用。5 无线电通信。传统的无线通信方式有：A M 、F M 、P M 、无线寻呼等也可以应用剑配电系统自动化的数据传输，但它们只能进行单向发送如果需要进行双向数据传输，它们就无能为力了。各种通信方式拥有不同的特性，适用于不同的场合。在考虑配巡检通信系统的建设方案时，应遵循综合考虑上节讲述的原则，因地制宜地优化选择。新建通信系统可考虑采用灵活方便速率适中投资运行成本较低的O P R s 通信方式。下面介绍G P R s 无线通信技术。2 3G P R S 的基本原理及应用2 3 1G P R S 的基本概念G P R s ( G e
38、 n e I 盘lP a c k e t 勋d os e r v i c e ) 是通用分组无线业务的简称，它是第2 5 代移动通信系统，是G s M 向3 G 过渡的一个桥梁。G P R s 是在G s M 系统基础上引入新的部件而构成的无线数据传输系统。它的基本功能是在移动终端和I n 僦1 l e t 网络的路由器之间传输分组数据。232G P R s 的特点在现阶段，主要有两种无线数据业务：G s M 和G P R s 数据业务。G s M 数据业务最初是一种基于电路交换的数据业务，提供96 k b p s 的接入速率，此后出现了基于s M s ( s h o r tM e s s a
39、 g eS e r v i c e ) 的数据业务，实现小数据量业务的I n t e r r ”t 接入、收发E m a i l第二章电力移动巡检系缝中豹通信方式等业务。由于电路交换的固有特点，使得在提供G s M 数据业务时具有资源利_ l | 率低、使用成术高等不可避免的问题，这也是分组移动数据业务出现的原困。0 P R s 是2 5 G 阶段引入的一种基于分组的数据业务，它能够实现从空中接口到外部网络之间的分组数据传输，G P R s 可以接入基于T c P ，I P 的外部网络和x 2 5 ( 一种基于包的协议，主要在欧洲地区广泛应用) 网络，从而给移动用户提供高遮无线l P 和无线x
40、2 5 、f k 务。G P R S 的主要特点是：l 、采用分组交换技术，高效传输高速或低速数据和信令，优化了对网络资源和无线资源的利用：2 、支持中、高速率数据传输，可提供放9 0 5 到1 7 l 。2 k 坤s 的鼗据传输速率( 每用户) ，它采用了与G s M 不同的信道编码方案，定义了c s 1 、c s 2 、C s 3 和C s 4 四种编码方案；3 、G P R s 网络接入速度抉，支持基于标准数据通信拚潋的应用，可以和h l t e m e l 网络、x 2 5 网络互联强遗，支持特定的点到点和点烈多点服务，以实现一些特殊应用如远程信息处理，也允许短消息业务经G P R s
41、 无线信道传输：4 、G P R s 的设计使得它既能支持闻歌的爆发式数据传输，又能支持偶尔的大量数据的传输，支持蹬神不同的Q o s ( 服务质量等级) ：5 、G P R S 的安全功能同现有的G s M 安全功能一样。身份认证和加密功能由s G s N ( G P R s 服务支持节点) 来执行，其中的密码殴置程序的算法、密钥和标准与目前G s M 中的样，不过G P R s 使用的密码算法是专为分组数据传输所优化过的；6 、0 P R s 可以实现基于数据流量、业务类型及服务质量等级的计费功能，计费方式更加合理，用户使用更加方便；7 、O P R s 能向用户提供句把m e t 所能提
42、供的一切功能，G P R s 对于I n t e m 醯的其它缀成部分来说，只是一个普通的子网，用户在拥有一个电话号码的同时将拥有一个固定的或动态分配的I P 地址。但是G P R s 现在也存在下列一些封题：1 、实际速率比理论值低G P R s 数据传输速率要达到理论上的最大值1 7 2 2 k b p s ，就必须只有个用户占用所有的8 个时球，并且没有任何防锩保护。电信运营商将所有的8 个时隙都给令用户使用显然是不太可能的。另外，最初的G P R s 终端预计可能仅支持1 个、2 个或3 个时隙，沈| 蝈农业大学硕士学位论又一个G P R s 用户的带宽因此将会受到严熏的限制，所烈。瑷
43、论土的G P R s 最大速率将会受到网络和终端现实条 串的制约。2 、谎铜方式不是最优G p R s 来用基于o M s K ( 0 丑u s s i a I lM i n i m 姗卜s h i RK e y i n g ) 的澍糊按术，相比之下，E D G E ( E 血a i l c e dD 牡扭r a t 髓南f G s M 毫v o 觚i o n ) 基于平中耨的糯制方接u8 P s 戳E i g m - P h a s e - s h mj ，e 撕n g ) ，它允诲无线接黯支持更羯的速率。网络营运商如果想过渡到第兰代，必须在荣一阶段改用新盼调制方式。3 、存在转按时延G P
44、 R s 分组遇避不同的方向发送数据，最终达到相瓣的目的地，那么数据在通过无线链路传输的过程中就可挠发生一个或几个分组丢失或出错的情况。2 3 3G P R S 网络结构G P R s 是在G S M 原膏鼹络驰基础上叠加一层网络组j 蓑G s M G P R s 鼹络宅增加了S G S N ( S e w i n gG P R SS u p p o 币n gN o d e ，G P R S 业务支持节点) 、G 0 s N ( G a t e w a yG P R Ss 坤p 矾N o d e ，G P R S 网关支持节点) 、P c u ( P 8 。k e t c 。n t r o l
45、u m t ，分组控制单元) 、收费阚关( 可选) 、边界网荧( 可选) 等实体，同时通过G P R s 骨于网实璜各实俸之蝴的连接。图2 1 是G P R s 的网络结构圈：圉2 一t 辞靶s 礴螭罐槐F j g ，2 - lT h ef l n w 0 点s f u o l u 砧c l f G p R S第一二章屯力移动巡检系统和的通信力式从图2 I 中可以看到，计算机通过串行通讯或无线方式连接到G P R s 移动台( M s ) 上；M s 与G s M 基站( B T s ) 通信，但与电路交换式数据呼叫不同，G P R s 分组是从基站发送到s G s N ，而不是通过移动交换中
46、心( M s c ) 连接到语音网络上。s G s N 与G G s N 进行通信：G G s N 对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如I m e m e t 或x 2 5 网络。柬自I n t e m e t 或x2 5 网络标识有M s 地址的包，出G G s N 接收，再转发到s o s N ，继而传送到M s 上。s G s N 是G s M 网络结构中的一个节点，它与M s c 处于网络体系的同一层。s G S N通过帧中继与B T S 相连，是G s M 网络结构与M s 之蚓的接口。s G s N 的主要作用是记录M s 的当6 U 位置信息，并且在M s 和G G S
47、 N 之间完成移动分组数据的发送和接收。o G s N 通过基于I P 协议的G P R s 骨干网连接到s G s N ，是连接o s M 网络和外部分组交换网( 如I n t e m c t 和局域网) 的网关。G G s N 主要起网关作用，有时也牦G G s N 称为G P R s路由器。G G s N 可以把G s M 网中的o P R s 分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的I n t e m e t 或x ，2 5 网络。s G s N 和G G S N 利用G P R s 隧道协议( o T P )对I P 或x2 5 数据分组进行封装，实现两者之间的数
48、据传输。用户数据在M s 和外部数据网络之间透明地传输，它使用的方法是封装和隧道技术：数据包用特定的G P R s 协议信息打包并在M s 和G O s N 之间传输。这种透明的传输方法缩减了G P R s 公共陆地移动网络( P L M N ) 对外部数据协议解释的需求，而且易于在将来引入新的互通协议。用户数据能够压缩，并且有重传协议保护，因此数据传输高效且可靠。2 3 4G P R s 的接入接口和参考点G P R s 网络结构的接入接口和参考点的简图如图2 2 所示：G G s N 到外部分组网络是通过G i 参考点连通的，而其它0 P R s 网络是通过a p 接口连通的。u m 接口
49、是o s M 的空中接口，用于M s 的无线通信接入。刖于一个支持G P R s的P L M N 来说，当它运行G P R S 业务时可能涉及到任何其它网络，这时就产生了网络互通的需求。G P R S 网络通过G i 参考点和G p 接口实现同其它网络的互通。沈刖农业大学硕士学位论文图2 吨G P R s 接 接口和参考点F 唔2 2 T h ce n t 盯j m 盯k e4 n d 婶凫f 蚰c op o i n t o f G P R s235G P R s 分层协议模型基于G P R S 的数据传输平台的分层协议模型如图2 3 所示图2 - 3G P R s 的分层协议模型F i g
50、2 - 3T h e1 a ，啊e dp r 咖c o lm o d e Io f G p R S图2 3 中，u 南为M s 与G P R S 固定部分之间的无线接口，G b 为s G s N 与B s s 之间的接口，而G n 为同一G s M 网络中两个o s N 之间的o s M 的接l J 。可以看出，u m之上的通信协议有。6 层：自下而上依次为物理层、M A c ( 介质访问控制) 层、L L c ( 逻辑链路控制) 层、s N D C ( 予网相关融合协议) 层、网络层和应用层。物理层为G S M 射频接口部分，而物理链路层则负责提供窄中接口的各种逻辑信道。u m 接口的载频带
51、宽为2 0 0 k H z 一个载频分为8 个物理传道。如果8 个物理信道都分配为传送G P R s 数据，则原始数据速率可达2 0 0 k b W s 。考虑前向纠错码的开销，最终的数l l第一章电力移动巡榆系统中的通信方式据速率可达1 6 4 k b i I s 左右。M A c ：为媒质接入控制层，它的主要作用是定义和分配空中接口的G P R s 逻辑信道，使得这些信遵能被不同的M s 凝享。L I ，c 层为逻辑链路控制层，它足一稽基于H D L c ( 高速数据链路规程) 的无线链路瓣汉，能够提供高可靠的船霉逻辑链路。L L c 层负责在商层s N D c 屡的s N D c 数据单
52、元上形成L L c 地址、帧字段，从而生成完整的L L c 帧。另外，L L c 可以实现一点对多点的寻址和数据帧的重发控制。s N D C 被称为子网依赖结合层，其丰要作用是宪戒传送数据的分组、宇J 龟，确定T c P ，p地址和加密方式。在s N D c 层，M S 和S G S N 之问传送的数据被分割为一个或多个s N D c数据包单元。s N D c 数据包单元生成后被放氯到L L C 帧内。网络层的协议目前主要是G P R s 第一阶段提供的T C P 撑稚x 2 5 协议。当需要一个可靠的数据链路，进行O T PP D u ( G P R s 隧道协议数据单元) 的传输时，所阁的
53、传输协议是T c P 协 义：如果不要求一一个可靠的数据链路，就使用u D P 协议束承载G T PP D u 。T c P 提供流量控制功能和防止G T PP D u 丢失或破坏的功能，而u D P 提供防护G T PP D u 受到破坏的功能。i P 是G P R s骨干网络协议，用以用户数据和控制信令的选路。G P R s 骨干网现在是建立在I P v 4 协议基础上的，随着I P v 6 的广泛使用，将会最终采用I P v 6 协议。在B s s ( 基站服务中心) 中，中继转发( R e i a y l 负责转发u m 和G b 接口闯的L L cP D u ( 逻辑链路协议数据单元
54、) ，在s G S N 中，这项功能是转发G b 和G H 接口阍的P D PP D U ( 点到点协议数据单元) 。B S S G P 这个层用来传输在B S S 和S G S N 之问与选路服务质量有关的信息，它没有纠错功能。N S 层转输B s s G P P D U ( G P R s 基站系统协c 5 ( 数据单元) ，它以B S s 和S O S N 之间的帻中继连接为慕础，并自2 摸贳寿鞍审继交换节点的网络。G ，I P 是G P R s 骨干网中G s N 节点之间的互联| 办议，它是为G n 接口年门G p 接口定义的协议。在O P R s 骨干网中G s N 间的的用户数据
55、和信令利用G T p 进行隧道传输，所有的P D PP D u 邦将幽。丁t P 协议进行封装。2 38G P R S 的应用领域中国2 0 0 2 年5 月起在全国歪式投入G P R s 系统商用。这意昧着，瑗阶段檄界范嘲内最先进、应用最成熟的移动通信技术一G P R S 在中国实现了大规模应用，中国真I F 边入了2 5 G 时代。电信服务商所提供的各种附加增值业务使得大量使用蜂窝移动网络的移动设备不再仅仅用于语啻透信，更多墟，它船可使用这些网络毙线访阉h l t e m e l ，进行高速数据传输以及视频服务等。沈B 农业大学坝十学位论文G P R s 网络主要是为数据业务服务的，它的分
56、组交换的技术特点就是为适应数据应H j 而设计的，是一种高效、低成本的无线分组数据业务。G P R s 特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的火数据量传输的场合。G P R s 的应用领域是非常广泛的，如安全和监测、自动读取停车表、机械服务和维修业务、自动售货机、公共交通系统、车队管理、工业流程自动化、电动机械、工业远程监控f 气象局数据采集、城市路灯控制、电力机房峪控、电表的远程抄表、环保周数据采集) 、城市配电刚络自动化数据传输、物流管理、电子站牌实时收费系统等。23 7G P R s 与嵌入式I n I e m 毗【n t e m o t 是当今世界的潮流，它
57、正深入到人们生活的各个领域。从它的诞生到现在才几十年的时间，I m c m c t 已经在很大程度上改交了人们的生产和生活方式。电了商务、远程教育、网上：聊天、视频点播等备种基于I I l t e m e t 的应用层出不穷。T n t e m e t 技术在不断的发展中，在关于它的一些新想法和新应用中，非常引人注目的一个想法就是通过I n t e m e t 来实现对远程设各的监视、管理和控制。为了实现这个想法，嵌入式I n t e 廿1 e t 的技术应运而生。嵌入式I m e m e t 的基础是I n t e r I l e t 技术、w 曲技术和嵌入式系统技术。它的出现使得众多的传统
58、设备、仪器仪表、信息家电等连入I m e m e t 成为可能。通过I n t e 日e t可以获得设备的各个状态的实时变化，并且通过I n l e m e t 远程控制、调节，使之达到我们的要求。嵌入式I n t e r n e t 技术的关键是通过一个嵌入式I m e m e t 服务器为传统设备接入I n t e 俄提供协议转换功能，并为用户监控管理这些设备提供软硬件支持。早期的嵌入式l m e m e t 技术大都依靠通用计算机作为服务器，不仅成本昂贵，而且缺乏应用上的灵活性。随着技术发展，人们提出了很多种嵌入式I n t e m e t 的实现方案，并且出现了很多基于微处理器的嵌入式
59、I n t e m e t 服务器产品，它们由于具备体积小、成本低的优势而在嵌入式I n t e m e t 领域有着很好的应用前景。嵌入式微处理器可以通过控制G P R S 移动终端接入I n t e m 矗网络和x 2 5 网络，因此，具有诸多优点的G P R S 的出现无疑为嵌入式I n t e m e I 的实现提供了一种高效而可行的解块方案。第三章系统开发平台的选择第三章系统开发平台的选择奉章主要内容；A R M 及相关技术简介；删微处理器的应用领域及特点；A R M 9 2 0 T微处理器核体系结构；A R M 微处理器的选型；s 3 c 2 4 l O x 概述和基奉工作原理。给
60、出硬件核心芯片选型的理论依据。软件的方案需要考虑软件的开发环境以及所采用的编程技术等方面的问题。31A R M 微处理器的应用领域及特点3 1 1A R M 微处理器的应用领域到目前为止，删微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域：l 、：J 。业控制领域：作为3 2 的R J s c 架构，基于A R M 核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展，A R M微控制器的低功耗、高性价比，向传统的8 位1 6 位微控制器提出了挑战。2 、无线通讯领域：目前已有超过8 5 的无线通讯设备采用了A R M 技术，A R M 以其高性能和低成本
61、在凌领域的地位日益巩固。3 、网络应用：随着宽带技术的推广，采用A R M 技术的A D s L 芯片_ L | 三逐步获得竞争优势。此外，A R M 在语音及视频处理上行了优化，并获得广泛支持，也对D s P 的应用领域提出了挑战。4 、消费类电子产品：A R M 技术在目前流行的数字音频播放器、数宁机顶盒和游戏机中得到广泛采用。5 、成像和安全产品：现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用A R M 技术。手机中的3 2 位s I M 智能卡也采用了A R M 技术。6 、除此以外，A R M 微处理器及技术还应用到许多不同的领域，并会在将来取得更加广泛的应用。31 ，2A R M 微处理
62、器的特点H采用R I s C 架构的A R M 微处理器一般具有如下特点采用R I s C 架构的A R M 微处理器一般具有如下特点沈阳农韭人学甄士学位论文1 、体积小、低功耗、低成本、两性能：2 、支持1 1 1 u m b ( 1 6 位) A 砌讧( 3 2 位) 双指令集3 、大量使用寄存器，指令执行速度更快；4 、大多数数据操作赧在寄存器中完成：5 、寻址方式灵活简单，执行效率高；6 、指令长度固定；3 2A R M 微处理器系歹A R M 微处理器目前包括下面几个系列的处理器产品以及其它厂商基于A R M 体系结梅的处理器。A R M 7 系列A R M 9 系列A l t M
63、9 E 系列A R M l 0 E 系列s e c u 犯o r e 系列王n t 。l 髂X s c 矗l eI 眦e l 的S t r o n g 燃这些处理器最高主频达到了8 0 0 M I P S ，功耗数量级为M w ，M H z 。对于支持同样A R M 体系版本的处理嚣，其软件是兼容的。这些处理器广泛应用于以下的领域：开放应用平台包括无线系统、消费产品以及成像设备等。实时嵌入式应用包括存储设备、汽车、工业、和网络设备。安余系统包括倍用卡和s D d 卡等。本节简要介绍各种处理器的特点。3 2 1A R M 7 微处理器系列A R M 7 系列微处理器为低功耗豹3 2 位融s c
64、处理器，它主要用于对价位和功耗要求比较苛刻的消费类产品。A R M 7 微处理器系列具有如下特点；第三章系统开发平台的选辑具有嵌入式I c E R T 逻辑，调试丌发方便。极低的功耗，适合对功耗要求较高的应用如便携式产品。能够提供O 孙蛀P s ，M H z 的三级流水线结构。代码密度高并兼容1 6 位的T b l I l l b 指令集。对操作系统的支持广泛，包括晰n d o w sC E 、L i n u x 、P a l mO s 等。指令系统与A R M 9 ，删9 E 和A R 粥l O 基系列兼容，便于用户豹产品升级换代。主频最高可达1 3 0 M I P s ，高速的运算处理能力
65、能胜任绝大多数的复杂应用。A R M 7 系列微处理器的主要应用领域为：工业控制、I n t e m e t 设备、网络和渊制解调器设备、移动电话等多种多媒体和嵌入式应用。A R M 7 系列微处理器包括如下几种类型的核：A R M 7 r r D M l ，A R M 7 T D M I s ，A R M 7 2 0 T ，A R M 7 E J - S 。其中，A R M 7 T M D 工是目前使用最广泛的3 2 位嵌入式R I s c处理器，耩低端A R 处理器核。T I ) M I 的基本含义为：T 支持1 6 为压缩指令集T h u m b ；D ：支持片上D e b u g ：M
66、 ：内嵌硬件乘法器( M u l n p i k r ) ；I ：嵌入式I C E ，支持片E 断点和调试点3 2 ，2 娜t M 9 嫩处瑾器系引删9 系4 微处理器在商性能和低功耗特姓方霞提供最佳的性能。5 级整数流水线，指令执行效帮更高。提供1 1 P s M H z 的啥佛结构。支持3 2 位A R M 指令集和1 6 位T h u m b 指令集。支持3 2 位的高速A M 8 A 总线接口。全性能的M M u ，支持w i n d o w s c E ，L i n u x ，P a l m O s 等多种士流嵌入式操作系统。M p u 支持实时操作系统。支持数据c a c h e
67、和指令( 二a o k ，具有更高豹指令和数据处理力。A R M 9 系列微处理器包含A R M 9 2 0 T A R M 9 2 2 T 和A R M 9 4 0 T 三种类型，主要应用于无线设备、仪器仪表、安全系统、机顶盒、商端打印机、数字照相机和数字摄像机等。我们的产最平食所焉的核心芯片( s 1 n 窖公司的A R M 9 2 0 T ) 即属于该系列构处理器。沈刚农业大学颧士学位论文32 3A R M 9 E 微处理器系列A R M 9 E 系列微处理器为可综合处理器，使用单一的处理器内核提供了微拎制器、D s P 、J a v a 应用系统的解决方案，极大的减少了芯片的面积和系统
68、的复杂程度。A R M 9 E系列微处理器提供了增强的D s P 处理能力，很适合于那些需要同时使用D s P 和微控制器的麻用场台。A R M 9 E 系列微处理器的主要特点如下：A R M 9 E 系列微处理器支持D s P 指令集，适合于需要高速数字信号处理的场合。5 级整数流水线，指令执行效率更高。支持3 2 位A I t M 指令集和1 6 位n l u I l 】b 指令集。支持3 2 位的高速A M B A 总线接口。支持V F P 9 浮点处理协处理器。全性能的M M u ，支持w i n d o w s C E ，L i n u x ，P a l m O S 等多种主流嵌入式
69、操作系统。M P u 支持实时操作系统。支持数据C a c h c 和指令c a c h e ，具有更高的指令和数据处理能力。主频最高可达3 0 0 M I P s 。M P u 支持实时操作系统，包括V x w o r k s 。A R M 9 E 系列微处理器包含幔M 9 2 6 E J S ，A R M 9 4 6 E s 和删9 6 6 E S 三种类型，主要应用于下一代无线设备、数字消费品、成像设备、工业控制、存储设各和网络设备等领域。324 R M l O E 微处理器系列A R M l O E 系列微处理器具有高性能、低功耗的特点，由于采用了新的体系结构，与同等的A R M 9
70、器件相比较，在同样的时钟频率下，性能提高了近5 0 ，同时，A R M l O E系列微处理器采用了两种先进的节能方式，使其功耗极低。A R M l O E 系列微处理器的主要特点如下：支持3 2 位的A R M 指令集和1 6 位的T h u m b 指令集的3 2 位R I s c 处理器。支持D s P 指令集，适合于需要高速数字信号处理的场合。6 级整数流水线，指令执行效率更高。第三章系统开发平台的选择支持3 2 位删指令集和1 6 位T h u m b 指令集。单一的3 2 位的A M B A 总线接口。可选的v F P I O 浮点处理协处理器。全性能的M M u ，支持w i n
71、 d a w sc B ，L i n u x ，P a I mO s 等多种主流嵌入式操作系统。支持数据c a c h e 和指令c a c h e ，具有更高的指令和数据处理能力。在典型的O 1 3 u m 工艺下，主频可达到4 0 0 M I P S 的性能。内嵌并行读偈操作部件。在实时控制和三维图像处理时主频可达到6 5 0 M F L o P s o高性能的A H B 系统。A R M l 0 E 系列微处理器包含A R M l 0 2 0 E ，A R M l 0 2 2 E 和A R M l 0 2 6 E J S 一种类型，主要应用下下一代无线设备、数字消费品、成像设备、T 业控
72、制、通信和信息系统等领域。325S e c u r C o r e 微处理器系列s e c u r C o r e 系列微处理器提供了基于高性能的3 2 位R I s c 技术的安全解决方案，s e c u r c o r e 系列微处理器除了具有体积小、功耗低、代码密度大和性能高等特点外，还具有它自己的特别优势，即提供了安全解决方案的支持。S e c u r C o 系列微处理器具有如F 的特点：支持A R M 指令集和T h 曲指令集，以提高代码密度和系统性能。带有灵活的保护单元，以确保操作系统和应用数据的安全。采用软内核技术，以提供最大限度的灵活性，以及防止外部对其进行扫描探测。提供面向
73、智能卡的和低成本的存储保护单元( M P u ) 。可集成用户自己的安全特性和其它盼处理器。S e c u r C o r e 系列微处理器包含S e c u r C o r eS C l O O ，S e c u 忙o r cS C l l 0 ，S e c C o r eS C 2 0 0和s e c u r c o r es c 2 l O 四种类型，主要应用于一些安全产品及应用系统，包括电子商务、电子银行业务、网络、移动媒体和认证系统等。3 2 6s t r o n g A R M 微处理器系列I n t e ls 廿o n g A R MS A - 1 1 0 0 处理器是采用A R
74、 M 体系结构高度集成的3 2 位R 1 s ( ：微处沈阳农业大学硕士学位论文理器。它融合rh l c e l 公司的设计和处理技术以及A R M 体系结构的电源效率，采用在软件上兼容A R M v 4 体系结构、同时采用具有工I n t e l 技术优点的体系结构。I n t e ls t r 。1 1 9 A R M 处理嚣是使携式遥汛产。品和消费炎电子产品的理想选择，已成功应用于多家公司的掌上电脑系列产品。32 + 7 ) ( s c a l e 处理器X s c a l e 处理器是基于A m 脚5 T E 体系结构的解决方案，是一款全性能、离性价比、低功耗的处理器。它支持1 6 位
75、的n 】u m b 指令和D s P 指令集，已使用在数字移动电话个人数字助理和嗣络产品等场合。x s c 8 l c 处理器是I n t e l 目前主要推广的一款A R M 微处理器。3 3 A R M 微处理器结构3 3 1 瓣s c 体系续掏传统的c I s c ( c o n i c xh l s 如嘶o ns e lc o m p u 鲰1 ，复杂指令集计算机) 结构有其固有的缺点。随着计算枫技术的发展雨不龌引入新的复杂的指令集，为支持这蝗瓤增的指令，汁算机的体系结构会越来越复杂，然而，在c I s c 指令集的各种指令中，其使用频率却相差悬殊，大约宥2 0 的指令会被反复使用，占
76、整个程序代码的8 0 ，丽余下冉勺8 0 的指令却不经常使用，拦程序设计中层占2 0 。显然，这种结构是不太合理的。基于以上的不合理性，1 9 7 9 年美国加州大学伯克刑分校提出了R I s c ( 如d u c e dI I l s t r u c t i 。ns e tc o m p u 把r 精简指令集计算机) 的概念，雕s c 并非只是简单地去减少指令，而是把着眼点放在了如何使计算机的结构更加简单合理地提高运算速度上。砌s c 结构优先选取使用频率最高的简单指令，避免复杂指令，将指令长度固定，指令格式和寻地方式种类减少# 以控制逻辑为毛，不用或少甩微码控制等措施采达到 述目的。到强翦
77、为止，雉S C 体系结构也还没有严格的定义，一般认为，R I s c 体系结构应具有如下特点；采用固定长度的指令格式，指令归整、简单、基本寻址方式有2 3 种。使用单周期指令，便于流水线操作执行。大量使用寄存器，数据处理指令只对寄存器进行操作，只有加载存储揎令可以第j ：章系统升发平台的选择防问存储器，以提高指令的执行效率。除此以外，删体系结构还采用了一一些特别的技术，存保证静阵能的前提下尽量缩小芯片的面积。并降低功耗：所有的指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行，从而提高指令执行效率。可用加载，存储指令批量传输数据，以提高数据的传输效率。可在一条数据处理指令中同时完成逻辑处理和移位处理。在
78、循环处理中使用地址的自动增减来提高运行效率。当然和c I s c 架构相比较，尽管R I s c 架构有上述的优点，但决不能认为R T s c 架构就可以取代C I S C 架构，事实上，I u S C 和C I S C 各有优势，且界附并小t l | | j 么明显。现代的c P u 往往采用C I S C 的外围，内部加入了R I S C 的特性，如超l = 指令集C P U 就是融合了I u s c 和c I s c 的优势，成为未来的c P u 发展方向之一。3 32A R M 微处理器的寄存器结构A R M 处理器共有3 7 个寄存器，被分为若T 一个组( B A N K ) ，这些
79、寄存器包括：3 1 个通用寄存器，包括程序计数器( P c 指针) ，均为3 2 位的寄存器。6 个状态寄存器，用以标识C P u 的一【+ 作状态及程序的运行状态，均为3 2 位，I j前只使用了其中的一部分。A R M 处理器共有7 种不同的处理器模式，在每。种处理器模式中均有一组相应的寄存器与之对应。任何时刻( 即在任意的处理器模式下) ，可访问的寄存器包括1 5 个通用寄存器( R 0 R 1 4 ) 、一至二个状态寄存器及程序计数器c P C ) 。在所有的寄存器中，有牡是各模式共用的同一个物理寄存器，有一些寄存器是各模式自己拥有的独立的物理寄存器。3 33A R M 微处理器的指令
80、结构A R M 微处理器的在较新的体系结构中支持两种指令集：A R M 指令集和I 、h u m b 指令集。其中，A R M 指令为3 2 位的长度，T h u m b 指令为1 6 位长度。T h u r n b 指令集为A R M指令集的功能子集，但与等价的删代码相比较，可节省3 0 4 0 以上的存储空I 刈，同刑具备3 2 位代码的所有优点。2 0i 宪阳农业火学硕士学靛论文3 ，4A R M 微处理器的应罔选型攀 A R M 微处理器的众多优点，随着暇内辨髓入式应抖j 领域豹逐步发耀，A R M 微处理器必然会获得广泛的重视和应用。但是，出予A R M 微处理器确多达十L 种的内核
81、结扮，儿P 个芯片生产厂家，以及早交万亿的内部功自配鬣缀合，给开笈人员在选捶方案时带来一定的邈难，所驵，对A R M 芯片做一些对纯研究是+ 分妊要的。以下从应用的角度出发，对在选择A R M 微处理器时所庶考虑的主要问题做一些簏要的探讨。34 。 A R M 擞处理措内核的选择从蒋薅所介绍豹内容可知，A R M 微处理器包古一系列的内核结构，以适席不嗣的应用领域，翻户如果希望使用w i n C E 或拯准u n “等操作系统以减少软件开发时闻，就需要选择A R M 7 2 0 T 以上带有M M U ( M e m o r yM 8 n a g 。I r l e n tu n i l ) 甥
82、熊的A R M 芯，毛A R M 7 2 0 T 、A R M 9 2 0 T 、A R M 9 2 2 T 、A R 晰9 4 6 T 、S l r o n g A R M 都带青M M u 功能。；由A R M 7 T D M I 则没翥M M u ，不支持w i n d o w sc E 和标准L i n u x ，催目前有u c L i n u ) 【等一i需要M M 【，支持的操作系统可运行于A R M 7 T D M I 硬件平台之上。3 4 2 系统的工作频率系统的工作频率在损大程度上决定了A R M 微处理器的处琏能力。A R M 7 系列徽处理器的粪犁处理速度为O 9 M D
83、 s m n i z ，常见的A R M 7 芯片系统率时锌为2 0 M H z 1 3 3 M H z ，A 虱M 9 系列微处理嚣的典型处理速度为1 1 M I p S ，M H z ，常见静A R M 9 的系统主时钟颁率为1 0 0 M H z 3 3 3 M H z ，A R M l O 最离可以达到7 0 0 M H z 。不同芯片对时钟的处理不同，有的j 鉴片只需要一个主时钟频率，有的芯片内帮时钟控制器甜以分别为A R M拉和u S B 、u A R T 、D S P 、音频等功能部 毕提供不捌额率的时钟。34 3 芯片尚存储器的容耋大多数豹A R M 微处理器片内存储器约容量都
84、不太大，需要硝户在设计系统对外扩存储器，坦也毒部分：卷片具有相对较大拍片内存储空闽。第三章系统开发平台选择3 4 4 片内铃围电路的选择除A R M 撇处理器核以外，几乎所有的A R M 芯盼均根据各自不同的应稻领域，扩展了相关功能模块，并集成在芯片之中，我们称之为片内外尉电路，如I J s B 接口、I I s接瞄、I c D 控拳器、键盘接口、R T c 、A D c 和D A c 、D s P 协处理器等，设计者应分丰厅系统的需求，尽_ 玎能采用片内外围电路完成所需的功能，这样既可简化系统的设计，同时提高系统的可靠性。3 5S 3 c 2 4 1 0 x 硬件资源与结构s 3 c 2 4
85、 1 0 是S A M s 疆G 公司扮开发的1 6 ，3 2 位s c 微处理器，s 3 c 2 4 1 0 x 微处理器是使用A R M 9 2 0 T 核、采用0 1 8 I l I l l 工艺C M 0 s 标准宏单元和存储编译器。s 3 c 2 4 1 0 x 芯片集成了大量的功能单元，包括：内部1 8 V ，存储器3 3 v ，外部1 0 3 ，3 v ，1 6 K B 数据o H ，1 6 K B 指令C A C H ，M M U ：瘸置外豁存储器控制器( s D R A M 控制和芯片选择逻辑) ；L c D 控制器( 最高4 K 色S 瑚和2 5 6 K 彩色T F T )
86、 ，一个L c D 专用D M A ；4 路带外部请求线的D M A ；三个逶用异步串行端口( 艇I A l O ，1 6 I B y t c T x F I F o ，a n d l 6 - B y 把R x F I F O ) ，2 通道S p I ：一个多主I I C 总线，一个I I s 总线控制器；s D 主接翟版本1 O 和多媒体卡协议版本2 i 1 兼容；2 个u s B H O s T ，一个u s B D E v I C E ( v E R l 1 ) ；4 个P w M 定时器和一个内部定时器；看门狗定时器；1 1 7 个通用I O ：2 4 个外部中断；电源控制模式：标准
87、、慢速、休眠、摊电；8 通道1 0 位A D c 和触摸屏接口；带疑所功能的实列时钟；沈阳农业人学硕士学位论文芯片内置P L L ；设计用十于持设备和通用嵌入式系统：1 6 3 2 位S C 体系结构，使用A R M 9 2 0 丁c P U 核的强大指令集：A R M 带M M U 的先进的体系结构支持W I N C E 、E P O C 3 2 、N 【j x ：指令缓存( c a c h e ) 、数据缓存、写缓冲和物理地址T A 0R A M ，减小了硎主存储器带宽和性能的影响：A R M 9 2 0 Tc P u 内核支持A R M 调试的体系结构；内部先进的位控制器总线( A M
88、B A 2 O ，A H B ，A P B ) 第三章系统开发平台的选择2 4其绵鞫强如整3 一l 所示凰3 1s 3 G 2 4 1 0 x 芯片F 嘻3 lS 3 c 2 4 1 0 x B I o o k D i a g m m沈HI 农业人。? 硕卜7 忙论文第四章系统总体方案设计4 1 嵌入式系统的具体设计方法411 嵌入式系统的传统设计方法通常在单片机系统的开发应用中，是按照瀑和式开发流程进行的。其上作模式简单，任务的划分协调及人员安排、物质材料的分配管埋都比较容易。行发过程为从硬件到软件的流水线式进行，如图4 一l 所示。幽4 一 瀑布式开发过程F i g4 一】T h ed e
89、 v e I o p m e n tp m c c s s 】I k ew 虬e r f a I |传统的嵌入式系统设计方 击又不同于瀑布式丌发过程，它将开发任务分为硬件和软件两个独立的部分由硬件工程师和软件下程师按照拟定的设计流程分别完成。其开发过程是种并行的工作方式，我们称之为v 模式玎发过程，如图4 2 所示。传统的嵌入式系统开发采用的是软件开发与硬件开发分离的方式。虽然也可改进硬件软件性能，但由于这种改进是各自独立进行的，不一定使系统综合性能达到最佳。虽然存系统设计的初始阶段考虑了软硬件的接口问题，但由于软、硬伺分别开发吾自部分的修改和缺陷很容易导致系统集成出现错误。由于设计方法的限制
90、，这些错误不但难以定位，而且更重要的是，对它们的修改往往会涉及整个软件结构或硬件配置的改动，显然，这是灾难性的。第四章系统总体方案设计图4 - 2 传统的嵌 式系统设计方法F i g 4 - 2T h ec o n v e n t l 衄a ld e m g nm e 锄s0 f e m b e d d 甜s y 豇c m这种设计方法只能改善硬件、软件各自的性能，而有限的设计空间不可能对系统做出较好的性能综合优化。2 0 世纪9 0 年代初，国外有些学者提出“这种传统的设计方法，只是早期计算机技术落后的产物，它不能求出适合于某个专用系统的最佳计算机应用系统的解”。因为，从理论上来说：每一个应用
91、系统，都存在一个适合于该系统的硬件、软件功能的最佳组合，如何从应用系统需求出发，依据一定的指导原则和分配算法对硬件、软件功能进行分析及合理的划分，从而使系统的整体性能、运行时间。能量损耗、存储能量达到最佳状态，己成为硬件、软件协同设计的一个重要研究内容之一。412 嵌入式系统协同设计技术为了避免j = 述问题，一种新的开发方式应运而生软件、硬件协同设计方法。个典型的硬件、软件协同设计过程如图4 3 所示。首先，应用独立于任何硬件和软件的功能性规格方法对系统进行描述，采用的方法包括有限自动机( F s M ) 、统一化的规格语言( c s PV H D L ) 或其他基于图形的表示工具，其作用是
92、对硬件儆件统一表示，便于功能的划分和综合；然后，在此基础上对硬件、软件进行划分；即对硬件、软件的功能模块进行分配。但是，这种功能分配不是随意的，而是从系统功能要求和限制条件出发，依据算法进行的。完成硬件、软件功能划分之后，需要对划分结果做出评估。方法之一是性能评估，另一种方法是对硬件、软件综合之后的系统依据指令级评价参数做出评估。如果评估结构不满足要求，说明划分方案选择不合理，需要重新划分硬件、软件模块：一直重复直到知道系统获得一个满意的硬件、软件实现为t 。沈阳农i k 大学顿士学位论文圈4 _ 3 嵌 武系统鞍硬件协同设计方涪F 碴4 3 1 挺c o 鼬i n 曲nd 嘲弘m 曲缸“啪b
93、 列c d3 y $ t e m 、s o 拜喇e 骞n d | 域r d w 啪这种方法的特点在协同设计、协同柳I 试和协同骏证上，充分考虑了软件、硬件盼巷系，并在设计的每个层次上给以测试验证，使得尽早发现和解抉问题，避免灾难性错误的出现。系统协同设计与传统设计相比有两个显著的区别：描述硬件和软件使用统一的表示形式。硬件软件划分可以选择多种方案，囊到满足要求。显然，这种设计方法对于具体的应用系缆丽言，褰易获维满跫综合性能指标豹最佳解决方案。4 2 系统设计原则及扩展性具体在硬件功能模块的设讨+ 中，为了使设计台瑗，确保溉量的精度，以获得最佳鲍设汁效果，应该注意以下几个设计原则：l 、用最新或
94、是功能更完善的芯片功能强的芯片能够达到更高的精度和可靠性。可大大筒纯设计电路，使系统的精度和可靠性得到了保证。通过正确选用高性能的接口控制芯片，提高了系统的可靠性，并使设计留有余地，为以后的升级提供了方便。2 、电路设计上应该留有余地，以考虑将来扩展和修改的需要2 7第四章系统总体方案设计困为软件的丹缓比硬件要方便得多，丽且往往只装修改或添加软件中数据处理的模式或算法，就可以丈幅度她提高系统的功能。因此，应该在硬件设计时尽可能地留有余地，以便将来的修改和扩充。例如在F L A s 毪s D R A M 等芯片的选取上，即考虑丁现在的实际要求，又在价格鬼许的范围内，选取了较大容量的型号，衡有较大
95、的存储宅闽，考虑到了以后添加数据的方便。3 、以软件代硬j 孛原4 上，在实时性允许的条件下，能够用软件完成扮功能，就不用硬件，这样不仅仅节省了成本；而且也提高了系统的可靠性。在实时性能够保证的情况下，用软件代替硬 ：牛是很合算的。4 、选用H C O M S 工艺鲍芯片考虑到嵌入式系统应用的工业现场环境非常苛刻，所以尽量采用H c M 0 s 工艺的低功耗的芯片，有利于减低自身发热，同时减轻电源负担，增女l 系统的无故障使用时间，这也是提高系统可靠性的措麓之一。5 、软件设计中引入嵌入式实时操作系统嵌入式实时操作系统的引入健得软件设计简单纯、续构化、模块化。4 3 系统慧体结构组成431 系
96、统的总体缩构电力巡检系统由数据采集模块、G P R s 通信网络和监测中心服务器三部分构成。系统结构如图1 所示，巡捡车辆遂过G P s 模块，完成g 标位置的经度、纬度数据的采集，将杆塔、线路等基本数据采集下来，现场进行数据记录和提交通过串口通信方式发送给嵌入式系统终端，G P R s 模块将嵌入式系巡捻统终端中的数据发送到G P R s 阻络中，只要监测中心以任懵方式士网，就可以通过G p R s 嗣把数据传送到监控中心。同时监测中心的查询命令或控制命令也可以通过G P R s 瞬发送4 嵌入式系统巡检终端，蒋由嵌入式系统巡梭终端对数据进行操作。沈阳铀I p 大学硕士学位论文4 3 2 系
97、统功能与酶性图4 4G P 盼电力巡检系统F 培4 - 4T h ee l ”i 。p o w e p o I n g 叩协m o f G P R s电力巡检的功能设计主要分为巡检终端和后台管理系统两部分。1 、嵌入式系统巡检终端的功能设计如图4 5 所示嘲4 - 5 巡幛疆端功糖圆F i 9 4 。5 下h e t a 啪1 n 缸f u I d o n so f e l e c cp o w e r p o l l i n g 妒k I 玎获取巡检任务；在用户登陆系统后，巡检终端能够通过有线或者无线的方式获得巡检任务。检查设施状态：巡检终端能够方便填写被巡检设施的运行情况。系统为用户提供标
98、准、规范、高效的设施巡检报告录入方式。第四章系统总体方案设训无线同步数据：巡检终端能通过有线无线通信和后台系统同步资料。系统能够通过有线或无线的连接后台系统保持数据同步，系统能够智能地自适应有线或无线连接而无需用户干预。设施她标采集：巡检终端能为尚未定位的新设施定位，或者更新一个现有设施的坐标。直线导航：巡检终端能随时指出目标设施的方位和距离。当巡检人员在野外作业时，系统显示一个直观的直线导航方向标和直线距离引导巡检人员有效靠近目标设施。经验导航：巡检终端具备经验导航功能，即能在地图上记录并熏用之前的巡检路径。通过由有经验的巡检人员预先记录下到达某个目标位置的行走轨迹，没有经验的人员可以沿着地
99、图上显示的预先录好的轨迹行走到达目标位置。设施到位提醒：当用户到达某一些预先指定目标位置的有效距离之内时，巡检终端系统将自动地向用户提醒己到达该设施，并提示巡检人员检查该设施。巡检室内设施：通过定位到建筑物再选择的方式，用户能够报告室内设施的运行情况对于位置在室内的电力设施，巡检终端会列出该室内的所有设施，可以选择设施进行设施巡视和数据填写。实时联络：巡检终端能向后台管理系统或者附近巡检同事发送信息。内部架构的信息互通平台让用户可以方便、有效地进行实时沟通而无需支付额外通信费用。2 、后台管理系统功能设计如图4 6 所示图4 一B 后台管理系统功能图F j g4 - 61 1 l eh 咄m
100、锄a g c m 嘣丘l n d l o n so f c l e c t r i cp o w e rp 砌I | gg n 蛳沈阳农业人学硕士学位论文管理巡检任务：后台管理系统支持对巡检工作进行计划和任务制定，通过数据同步将任务下载到指定班组的巡检终端上，从而实现巡检任务的管理、监督。管理基础资料：后台管理系统能管理包括设施台帐和班组人员等在内的基础资料，还能够灵活地自定义检查项、缺陷标准描述等内容。缺陷管理：后台管理系统能管理缺陷，包括消缺。提供方便灵活的缺陷查询、处理方式。当用户以不同的角色登录本系统时，系统将根据当前人员的工作权限只列出属于该用户能够处理的缺陷于“待处理”列表中，工作
101、一目了然。审批提交资料：后台管理系统提供资料修改的审核功能。对于关键的业务数据，修改前需要进行审核和校验，以确保系统数据的完备与准确性。实时巡检监控：后台管理系统提供实时巡检监控功能，在地图上可以实时查看各巡检班组人员在室外的工作活动的情况。管理巡检情况：能够对历史巡检情况、缺陷记录生成统计、分析查询等报表。首先，町以直接在列表中查看所有的巡检工作记录；其次，系统同时提供多种报表、图表对巡检情况记录进行功能强大的查看显示。管理巡检过程跟踪日志：巡检过程跟踪日志将提供给用户随时查看对系统进行任何操作的日志性记录，以方便管理人员分析操作人员的工作效率。系统利用率等有用数据。报表；由于集成了M i
102、c m s o f Is Q Ls e e rR e p o r t i n gs e r v i c e ，后台管理系统能为用户提供功能强大、表现力丰富的各种明细报表、统计报表、分析图表等，这些表格可以输出到M i c r o s o f cE x c e l 和P D F 等格式。用户可以根据自己的需要，无需经过开发人员协助添加或去除报表。其他；对将来任务扩展功能的考虑。4 3 4 嵌入式系统巡检终端的硬件设计基于G P R s 通讯网络电力巡检系统的嵌入式巡检终端硬件框图如4 7 所示，从系统的总体功能结构来看，可将系统划分为5 个模块：电源模块、数据采集模块、数据无线传输模块、图形用户
103、界面模块、数据存储管理模块。各部分模块的功能介绍如下：第露章系统总体方案设计圈扣7 摄 式终端硬件结梅围F 培4 - 7 1 1 l eh 枷w a r 。0 曲剁崎d 帅d i 蹭删n o f e m k d d e d 删n 忙r m i n 啦! 、电源系统电源系统采稠单节1 7 0 0m A h 再充电式铿离子电池，但蘧着电量的释放，电压也在不断降低，变化范围为4 2 2 7 5v 。面系统中分别需要一个4 ，2v 的s 删1 0 0 工作电压、一个3 3 V 的I ，O 电压、一个1 8 v 的c P u 核电压和一个1 8 v 的c P u 职守电压。为了满足系统豹要求，电源电路中
104、必须弼时具备拜压稳压器和低压差线牲稳压器。为了解决该问题系统采用1 个开关型升压D c D c 稳压器、1 个3 3v 极低压差线性稳压器和2 个带有s h m d o w n 引脚的1 8 v 低压差线性稳压器来组成供电系统，供电方案如图4 _ 8 所示。围4 _ 8 电源横块F 1 94 - 8T h eT h cP o w e rn l l u I e沈阳农业大学硕士学位论文2 、G P S 模块G P s ( G 】o b a l P o s “i - i 1 1 9s y s t e m 一全球定位系统) 是美国从本世纪7 0 年代开始研制，历时2 0 年，耗资2 0 0 亿美元，具
105、有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。1 ) G P S 的主要优点包括：全球，全天候工作：能为用户提供连续，实时的三维位置，三维速度和精密时间。不受天气的影响。定位精度高：单机定位精度优于1 0 米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。功能多，应用广：目前已广泛的应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等学科领域。2 ) G P s 由三个独立的部分组成：空间部分：2 1 颗工作卫星，3 颗备用卫星。地面支撑系统：1 个主控站，3 个注入站，5 个监测站。用户设备部分：接收G P S 卫
106、星发射信号，咀获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。G P s 接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。3 ) G P S 定位原理：G P s 定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬问位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。如图所示，假设t 时刻在地面待测点上安置G P s 接收机，可以测定G P s 信号到达接收机的时间t ，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式，如图4 9 所示；第四章系统总体方案设计豇皇2 强盆3tn _ )隐哥莎H 魄一萨( 逝- 铲】l 脚c ( 魄划萨由【O 钮- 均脚伪烀慨妒l l 曩揪啾扣
107、如 喃讨泸咖一烀潞妒】l 孙嘶他呐【妇孙姗0 朔1 雒母耋r 嘲酬I围4 9G P s 定位原理髓其定位方程F j 9 4 9 I h e T h e p o w d u l e上述四个方程式中待测点坐标x 、y 、z 和v t o 为未知参数，其中d 滓c f i _ l 、2 、3 、4 ) 。d i O = 1 、2 、3 、4 ) 分别为卫星1 、卫星2 、卫星3 、卫星4 到接收机之间的距离。n ( i = 1 、2 、3 、4 ) 分别为卫星1 、卫星2 、卫星3 、卫星4 的信号到达接收机所经历的时间。c 为G P s 信号的传播速度( 即光速) 。四个方程式中各个参数意义如下：
108、x 、y 、z 为待测点坐标的空间直角坐标。x i 、y i 、z i ( i = 1 、2 、3 、4 ) 分别为卫星1 、卫星2 、卫星3 、卫星4 在t 时刻的空问直角坐标，可由卫星导航电文求得。v t i ( i _ 1 、2 ，3 、4 ) 分别为卫星1 、卫星2 、卫星3 、卫星4 的卫星钟的钟差，由卫星星历提供。V I o 为接收机的钟差。由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x 、y 、z 和接收机的钟差v t 0 。目前G P S 系统提供的定位精度是优于l o 米，而为得到更高的定位精度，通常采用荠分G P s 技术：将一台G P s 接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站
109、已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行G P s 观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。4 ) G P S 接口系统所采用的G P s 模块是G P s 2 4 。沈阳农业大学硕士学位论文接口特性如下：R S 一2 3 2 输出，可输入R s 2 3 2 或者具有R s - 2 3 2 极性的T T L 电平。可选的波特率为：3 0 0 、6 0 0 、1 2 0 0 、2 4 0 0 、4 8 0 0 、9 6 0 0 、1 9 2 0 0 。G P S 2 4 与P C 串口的连接见示意图
110、如图4 1 0 所示：图4 1 0G P s l 5 与P c 串口的建接圈F i 番4 1 0T h ec o n c l l 0 I l d l a g m n O f G P S l 5a n d P Cs c r i 出- p o n串口输出协议：输出N E M A 0 1 8 3 格式的A s c I I 码语句，输出：G P A L M ，G P G G A ，G P a LL ，G P G s A ，G P G s v ，G P R M c ，G P V l b ( N M E A 标准语句) ；P G R M B ，P G R M E ，P o I n 仃，P o R M M
111、，P G R M T ，P G 砌“v ( G A R M 定义的语句) 。还可将串口设置为输出包括G P S 载波相位数据的二进制数据。输入：初始位置、时间、秒脉冲状态、差分模式、N M E A 输出间隔等设置信息。在缺省的状态下，o P s 模块输出数据的波特率为4 8 0 0 ，输出信息包括：G P R M c 、G P G G A 、G P G S A 、G P G S V 、P G R M E 等，每秒钟定时输出，如图4 1 l 所示。圈4 - 1 lG P s 模块原始输出信息固F 嘻4 - l l T h ed 蝴d 堍m l o f o 咄i 衄lo u t p u t 劬m
112、G P s第四章系统总体方案设计5 ) G P s 数据的解析G P s 原始采集的数据如上图所示。在接收进程r e c e i v e 中收到“w 之后，表示收到一条完整的信息。在出o H ，_ 印s _ i n f o 进程中进行数据的解析和显示：v o i 扩s h a wg p s _ i n f 0 ( v o i d + d a t a )w h i l e ( 1 ) i f ( G E T _ _ G P S O K ) G E T - G P s - o K _ F AIS E ；p 血咀”畎G P s 且T F ) ，印s _ p a r s e ( G P s _ _ B
113、 u F ，& g p s j n f 0 ) ；s h o wg p s ( g p s j n f o ) ；u s l p ( 1 0 0 ) ；i 坟s T o P ) b r e a l 【；即s _ p a r s e 实现G P R M c 格式数据的解析：v o i d 印哪a r s e ( c h 舡1 i 1 1 e ，G P s j N F O + G P s )i n ti ，m l p s l a n ，e n d ；c h a r c ：c h 盯+ b u f = 1 i n e ：c = b u f 5 】；i f ( c _ - C 倒断”G P 砌订c ”
114、语句G P S D h o I 】r= ( b u f 7 一O ) + 1 0 + ( b u f 【8 】一。o ) ；读取小时G P s - D m i n u t e ；( b u f 9 0 1 ) + 1 叶( b u f 1 0 卜0 ) ；，读取分钟G P s - D - s e c o n d = ( b u f 【1 1 一0 ) + 1 0 + ( b u 1 2 P O ) ；，读取秒t m p2G e t C o m m a ( 9 b u 0 ；沈阳农业大学硕士学位论文o P s D d a y= ( b u f f m p + o 一o7 ) + 1 0 十( b
115、 u f 细p + 1 】一o ) ；读取日G P s Dm o I h = ( b l 】f t m p + 2 M ) 1 0 + ( b u 牺旷3 M ，读取月G P s D y e 8 r= ( b u 缸p + 4 - 0 1 ) l O + ( b u f 【蜘p + 5 】O + 2 0 0 0 ；，读取年G P s s t a t I l s- b 飒G 们啦，b 曲】；，读取小时G P s - 1 a t i t u d e = 擘e I o u b l e _ n u r n b e r ( & b u f 【G e t c o r n m a ( 3 ，b u o )
116、；读取纬度G P S - ，N sb u f 【G e t C o 咖a ( 4 抽u D ；南纬0 r 北纬o P s p l o n g i n J d e _ g e t _ _ d o u b l 9 _ n u m b 呱& b I l f G d c o m m 5 ，b u f ) ) ；读取经度G P s E w_ b u f 【G e t C o m m a ( 6 ，b u o 】；，东经或者西经舶f d e f u S E - B E U I N G _ 卫M E z o N EU T C 2 B T C ( G P S - D ) ；荐e n d i f)i c A )
117、 ”$ G P G G A ”G P s _ l l i 曲= g e t d o u b l 9 _ n m b c “b 皿G d c 黜a ( 9 ，b u 0 】) ；读取小时)3 、L c D 模块L c D 模块采用的A D s 7 8 4 3 是香港B u 玎_ B r o w n 公司出的一款1 2 位A ，D 转换芯片。它适合用在4 线制触摸屏，它通过标准s P I 协议和c P u 通信，操作简单。精度高，当触摸屏被按下时( 即有触摸事件发生) 则A D s 7 8 4 3 向c P u 发中断请求，c P u 接到请求后，应延时一下再响应其请求，目的是为了消除抖动使得采样
118、更准确。A D s 7 8 4 3 的工作电压在2 7 5 V 参考电压v e r f 在1 V c c 之间，它带有独特的在线低阻开关，它允许由未选中的输入通道为外部线路提供电源和地，靠这样的输入结构和参考电压设定，它可以极大的消除内部丌发电阻带来的转换误差，而这种误差是这类转换嚣的主要误差来源。其参考电压可设置为两种模式：s E R ( s i n g l e - e n d e dr e 枷1 c e ) 模式和D F R ( d i 盛胛n d a lr e l 量r e I l c e ) 模式。S E R 模式需要低噪声、低波动的稳定电源，转换器内x + ，x 和Y 十，Y _ 的
119、低阻开关对转换精度有一定影响。D F R 模式不管内部开关电阻如何变化，其转换结第四章系统总体方案设果总是与外部电阻成比例，它完全克服了内部丌关的影响，但是当转换器的转换频率很高时增加了功耗。图4 - 1 2 是A D s 7 8 4 3 的连接图，图4 1 3 是其内弃| i 电路原理图。x + ，x ，Y + ，Y - 横竖排开代表两个方向的均匀阻值梯度。当x 转换时，Y + 作为模拟输入。舳Y +hl 糙H F图4 1 2 加s 7 8 4 3 连接围( 改)F i 昌4 - 1 2T h ec o n c c t i d i 删o f A D S 7 8 4 3图4 1 3 内部电路原
120、理翔F i g 4 一1 3mi n d w p n n d p I ed 堍MA D s 7 8 4 3 通过s P I 总线接口和c P u 进行数据交换。它通过D I N 引脚输出控制字。图4 1 4 是其控制字：K件y西I i 洲沈阳农业大学硕士学位论文l n A 器L 嚣耩L o 嗣搬味r 弛e 怕n 瓣甜黼臻i n 如e 轴I 蒯黔懈图4 1 4 控制宇控制字解释如表4 1 所示F 培4 - 1 4c 。m r o lw o r d表4 - 1A D s 7 8 4 3 控制字说明嘞4 - 1T 1 I o c o n 廿0 】w o r d e x p l a i E lo f
121、A D S 7 8 4 3bIY 1 lMlw _ x+ _ k F“擀+ “I 。| 。吲蓁删# 帅- 一肿峨缸嘲d 翱I 口B m 捌l # 嘶_ _ n o 忡H1 H 阱E l 4 I I 蛳龟t 堪K 巩辅嘴船轴黼R 幽酣e 蛐s E R f g 张翻j 甜骶蕊W蠕州槲蝻*篙鐾耥蒜麓勰赫器慧蔬嚣黼觏。 、T B l 。# Hl 呻m 殉撑吲帆0 i 艨聃埘神瓣f m f 啪M 树t s 黼獗W l 、圉4 1 5 通道选泽F 1 94 - 1 5 T h ec h 8 f m e lc h o i c c萝| ；Y _暮l棚I纠删第四章系统总体方案设计“。蝴85 蠹譬燃1 讯1 嘶抽
122、。h M 。洲州”“8 蛳踟“咖。轴舵“8 脚h v 鼬叩“蝴删m 牡。谢* d圈41 6 时序田F 蟮- 4 1 6I n gd i 呵a m时序规定了芯片与设备及c P u 问是如何配合工作的，它在分析硬件相互协调与控制中是非常重要的。在写驱动的程序时我们首先得从时序入手。现在我们来看一FA D s 7 8 4 3 的转换时序图，如图4 1 6 所示。在片选信号给出后，在2 4 个时钟周期启动一次转换( A D s 7 8 4 3 还可以支持1 6 甚至1 5 时钟周期一次转换) 。这时我们在D I N 线上送出控制字，它是串行送出的，因为我们使用的是s P I 总线接口，A D S 7
123、8 4 3 把控制字送到s P I 总线上，S P I 控制芯片会自动完成数据的串行输出。4 、G P R s 模块嵌入式远程移动终端，设计到数据的无线传输在系统中具有重要作用，选择G P R s模块的指标有：信号质量；断线情况；可靠性；G P R S 数据模式接口；电源管理和耗电量：接n ：虬及价格。G P R s 模块型号为s r M l 0 0 一E ，是s I M c 0 M 公司推出的G s M G P R S 双频模块，主要为语音传输、短消息和数据业务提供无线接口。s 目v f l 0 0 E 的系统功能特性如下：单面高集成度精巧结构设计( 5 3 “l I I l 3 3 m m
124、 3 O m m ) ；G P R Sc l a s s1 0 多时隙功能c l a s sB 操作模式；支持G S M 9 0 0 仍C S l 8 0 0 双频：电路交换数据传输( 最高1 4 ，4 0 0 k b s ) ，电路交换传真( 最高9 ，6 0 0 k b i 怕) ；短消息业务：沈阳农业大学硕士学位论文电路交换语音( E F R 师H R ) ：G s M 0 7 0 7 ，G s M 0 7 0 5 和增强型A T 命令集；发射功率：c l a s s4 ( 2 w ) ( E G s h 0 ，c l a s s1 ( 1 聊( 1 8 0 0 M H z ) ；电源电
125、压范围：3 3 V 到4 6 V 直流：待机电流l4 m A ；外部s I M 卡，外部天线；6 0 针外部系统连接器；两路语音通道；电话本功能：网络服务指示灯重量：约1 2 克工作温度：3 5 + 7 5 s I M l 0 0 一E 集成了完整的射频电路和G s M 的基带处理器，适合于开发一些G s M ，o P R s 的无线应用产品，如移动电话、P c M c I A 无线M O D E M 卡、无线P O s 机、无线抄表系统以及无线数据传输业务，应用范围十分广泛。s I M l o o - E 的系统连接器( 6 0p n ) 的客户端型号是I L 3 1 2 - A 6 0 P
126、 v F A ，系统连接器是s I M l o o - E 模块与应用系统的连接接口，主要提供外部电源、R s 2 3 2 串曰、s I M 接口和音频接口。s I M l o o E 模块使用锂电池、镍氯电池或者其他外部直流电源供电。注意s I M l o o E 的下列引脚：州A 为模拟输出电压，可提供2 5 V 的电压和5 0 l n A 的电流输出，用于给音频电路提供电源。v E x T 为数字输出电压，可提供2 8 v 的电压和5 0 m A 的电流输出。V 砌K 为时钟供电输入，当模块断电后为内部R T c 提供电源串行口支持以下通信速率：3 0 0 ，1 2 0 0 ，2 4 0
127、 0 ，4 8 0 0 ，9 6 0 0 ，1 9 2 0 0 ，3 8 4 0 0 ，5 7 6 0 0 ，1 1 5 2 0 0 ( 起始默认)在应用设计中当M c u 需要通过串口与模块进行通讯时，可以只用三个引脚：D ，R x D 和G N D 。其他引脚悬空，建议R T s 和D T R 嚣低。采用M A x 3 2 3 2 芯片完成o P R s模块的T T L 电平到R s 2 3 2 电平的转换。s I M l 0 0 - E 模块提供了完整的音频接口，应用设计只需增加少量外围辅助元器件，第四章系统总体方塞设计主要是为M I c 提供工作电压和射频旁路。音频分为主通道和辅助通道
128、甄部分。可以通过A T + c 邗强命令切换主副音频通道。音频设计廊该尽量远离模块的射频部分，姒降低射颧对音频的干扰。G P R s 模块的射频部分支持6 S M 9 0 0 仍c s l 8 双频，为了尽量减少射频信号在射频连接线上的损耗，必须谨慎选择射频连线。应采用G s M 9 0 0 ，D C s l 8 0 0 双频段天线，天线疲满足阻抗5 0 欧姆和收发驻波比小于2 的要求。为了避免过大的射频功率导致G P R S模块的损坏，在模块上电前请确保天线已正确连接。模块支持外部s I M 卡，可以直接与3 O Vs J M 卡或者1 8 Vs I M 卡连接。模块自动监测和适应s I M
129、 卡类型。对用户来说，G P R S 模块实现的就是一个穆动电话豹基本功能，该模块正常的工作是需要电信网络支持的需要配备一个可用的s I M 卡，在网络服务计费方面和酱通手机类似。5 、扩展存储器在s 3 c 2 4 l o 的B A N K o 中扩展了l 片4 M x l 6 幢的N o RF L A s H ；在B A N K 6 中扩展了一片8 M 1 6 位的s D R A M ，并且利用S 3 c 2 4 l O 的N A N DF L A s H 控制器扩展了一片6 4 M 8 位的N 时奶F L A s H 。N O RF L A s H 主要用米存储程序代码；N A N DF
130、 L A s H 主要用来存储采集的巡检数据以及部分程廖代码。s 3 C 2 4 1 0 支持从N o R 和N A N D 两种方式启动，可以通过配置s 3 C 2 4 1 0 的O M 1 ：O 】来选择C P u 的启动方式。系统在巡硷过程中将产生大量数据。通过S D 卡还可以扩展高达5 1 2 M B 的空间，以满足地图数据的存储。并且数据均采用F 1 h 方式的物理存罐，提高了数据的安全性，即使突然掉电也不会丢失数据。6 、各种开关控制变量各手中开关控制变量类似于台式桃键盘黝作用，主要用于输入一些已经定制好的控制命令和一些配置参数。4 3 4 硬件系统调试本系统是基于北京博创公司的u
131、 P N e 协R M 2 4 1o - s 实验平台上进 开发与钡4 试硬件连接图如图4 1 7 所示。沈阳农业大学硕士学位论文圈4 1 7 调试系统的硬件连接P i g4 1 1 7 1 hh a r d w 口ec o 衄e c t i o no f d e b u 鹊i n gs 删e m绝大多数L i x 软件开发都是以n a t i v e 方式进行的，即本机( H 0 s T ) 开发、调试，本机运行的方式。这种方式通常不适合于嵌入式系统的软件开发，因为对于嵌入式系统的开发，没有足够的资源在本机( 即板子上系统) 运行开发工具和调试工具。通常的嵌入式系统的软件开发采用一种交叉编译
132、调试的方式。交叉编译调试环境建立在宿主机( 即一台P c 机) 上，对应的开发板叫做目标板。运行L i m 的P c 【宿主机】丌发时使用宿主机上的交叉编译、汇编及连接工具形成可执行的二进制代码( 这种可执行代码并不能在宿主机上执行，而只能在目标板上执行) ，然后把可执行文件下载到目标机上运行。调试时的方法很多，可以使用串口，以太网口等，具体使用哪种调试方法可以根据目标机处理器提供的支持作出选择。宿主机和目标板的处理器一般不相同，宿主机为I n t e l 处理器，而目标板如U P _ N c t A R M 2 4 l o - s开发板为三星s 3 c 2 4 1 0 0 N U 编译器提供
133、这样的功能，在编译器编译时可以选择开发所需的宿主机和目标机从而建立开发环境。所以在进行嵌入式开发前第一步的工作就是要安装一台装有指定操作系统的P c 机作宿主开发机，对于嵌入式L I N U X ，宿主机上的操作系统一般要求为R E D H A TL 矾。嵌入式开发通常要求宿主机配置有网络，支持N F s ( 为交叉开发时m o t 所用) 。然后要在宿主机上建立交叉编译调试的开发环境。环境的建立需要许多的软件模块协同工作。4 4L i n u x 操作系统的移植白1 9 9 1 年1 1 月由芬兰的“n u sT I o n a l d s 推出L i n u 】( o 1o 版内核至今，L
134、 i u x 内核已经升级到L i l l u x 2 6 7 ( 写本文档时，w w w k e m e l o 培发布的最新版L i n 内核) 。其发展速度是如此的迅猛，是目前市场上唯一可以挑战w i n d o w s 的操作系统第理章系统总体方案设计4 4 1L i n “移植准备所谓L i n u x 移植就是把L m “操作系统针对具体的目标平台做必要改写之后，安装到该目标平台使其正确的运行起来。l 、j n u x 内核简介内核是L i 廿u x 的心脏，是L j n t l ) ( 系统最底层最核心的部分，它规定了系统所具有的功能和支持的硬件设各。遥常，内核源代码是一个名为L
135、 i n H - m 霹越m i n o p 鑫船1 1 l e v e l 把g z 的文件。其中m a j o L 商n o L p a c c 埘8 v e l 是内核的版本号，它可分为三部分：m 旬o f ，主版本号；m i n o r ，次版本号：p a 【c h l e v e l ，修订号。2 、配置编译启用内核L i n u X 的内核可以灵活地配萋和编译。内核选坝配置方式有两种：一是将功能直接编译在内核中，其优点是运行遵度快，但将增加内核大小并在内梭运行时始终占据内存空间；二是以模式方式编译，即不直接编入内核，而是在系统需要时动态调入内存，不需要时动杰调出。这种方式更加灵活，
136、但模武功能本身需堞加一定开销。一般情况下系统常用的功能应崖接编入内核，不常用的则以模式方式动态管理。修改编译启用内核的一般过程是：根据项目的具体要求和硬件设备，作用内棱配置工具，定制并编译出满足要求的最小系统惠核。对该系统进行针对我铝耳标平台的交叉编译，生成个内核映象文件，最后通过一些手段把该映像文件烧写( 安装) 到我们目标平台中。而通常对L i n u x 源码的改写工作难度较大，它要求你不仅对L m u x 内核结构要非常熟悉，还要求你对目标平台的硬件结构要 常熟悉。同时还要求你对相关版本的汇编语言较熟悉因为与体系结构相关的部分源码往往是用汇编写的。所以这部分工作一般由目标平台提供商来完
137、成。比如说针对目前嵌入式系统中晟流行的A R M 平台，它的这部分工作就是由英国A R M 公司的工程师完戏的，我】羼要做盼就是胰其嬲站上下载相关版本L i n u x 内核的补丁( p a t c h ) 。把它打到我们的L i I l u x 内核上，再进行交叉编译就行。然后修改系统启动控制文件，通过i i I o 工具启用新肉核。具体步骤如下1 ) 到邱：f l p 1 i n H o 蝎u k 上下载L i n u x 2 6 0 内核及其荚于删平台的补丁给L i n u x 2 6 O 打补丁：z c a t p a l c h 2 6 O 彻_ l 【1 g zIp 砒c h 呻l
138、 。2 ) 准备交叉编译环境。交叉编译环境工具链一般包括b i n u t i l s ( 含A s 汇编器，L D沈阳农业大学硕士学位论文链接器等) ，a r I n - g c c ，m m c 等。3 ) 配置内核$ c d u s r s r c L i n l l ) ( 进入目录，u s r ，s r c ，L i n u x )$ m a k em e m l c o n 矗g( 进入配置内核的菜单模式工具。在此模式下根据自己的需要配置各个选项，不确定的用缺省配置e 配置选项一般有3 种， 表示直接编入内核；( M ，表示以模式方式处理；表示舍弃该功能。另外配置内核还有其他方式，
139、如m a k e c o n n g ( 文本界面) ，m a k ex c o 曲g ( 图形界面) 等等。配置结束后保存配置结果后退出。)4 ) 编译内核$ m a k e d 印( 分析内核配置，创建相应关联信息，决定哪些内容要编译，哪些内容不编译)$ m a k ec l e a l l ( 清除以前编译的痕迹)$ m a k e b I 孵e ( 编译内核。M a k e b z l m a g c 可使内核更紧凑)$ m a k em o d u l e s ( 编译模块)$ m a k em o d l l l e si n s t a l l f 安装模块)5 ) 启用新内核(
140、 以下工作需要m o t 身份完成1$ c p ，u s r ，s 咒，L i 邛】) ( ，a 曲 b 0 0 恤日g e ，b o o 们喝N e w K e m e l( 将新内核拷贝到，b o o t ，更名为M y N 4 矾e l 。)$ v i + e t c ，l i l o c o n 最用v i 编辑启动配置文件，e t 矾i l o c o n f l编辑，e t c n i l 0 c o n f 如下面的格式：b o o t ，d e v m a d # 使用第一个I D E 主盘上的主引导记录d e l a y = 4 0 # 选择引导内核的缺省时间4 秒c o H
141、 l p a c t # 将相邻扇区的多次读取请求合并成一次读取请求，可减少读取时间。g a = n o m a l # v 9 8 显示为模式一般r 0 0 F d 删a l 岸引导盘为h a d 上的第一个分区r c a d - o n l y # 引导时根文件系统以只读形式装载i m a g c = b o o 州y N ，K e m e l# 第个各选内核M y N e w K e ll a b e l 司4 e w K m e l # 第二个各选内核M y 0 1 d K e m e I第四章系统总体方寨设计l a b e l 掣0 l d K e r n e l群以N e w K
142、e m e l 为缺省启动内核，e t c l i l o c o n f 文件编写完成后用l i l o 命令使配簧生效$ l i l 04 4 2 编程环境及其系统移植c o d e 靴吲o r f o r A D s 是燃集成开发环境主要有以下基本功能：按照工程项目的方式来组织源代码文件、库文件及其他文件；设最各种生成选项，以生成4 ；同配置的映像文件；一个源代码编辑器。该编辑器可以根据语言的语法格式使用不同的颜色显示代码中不网的部分一个源代码浏览器。它保存了代码中定义的各种符号，使得用户可以在源代码中方便地跳转；在文本文传中进行字符串地搜索和替换；文本文件比较功能；用户还可以根据自己的
143、爱好设置集成环境的特色界面。在此只简单介绍蘸两个功能。在c o d e w 酬o r 中通过工程项目来组织用户的源文件、库文件、头文件以及其他的输入文件。这些文件可以按照某种逻辑关系进行分组，一个工程项目中还可以包含其他的子工程项目。一个工程项目中至少包含一个生成目标，每个生成目栝定义了一组选顼，用于生成特定的目标文件。一个工程项目窗口包括F n e s 视图、L i I l k e r o r d e r 视图和1 砸g e t视图，下面介绍简单工程项目的使用。建立一个新的工程项目选择F i l elN e w 命令，打开N e w 对话框，如图6 1 所示。根据对话框选择相应的工程项目模板
144、，填碍工程名和要建立工程项目的路径。单击【确定】按钮就可生成一个新的工程项习。沈阳农业大学硕士学位论文圈4 1 8N e H 对话框中的P r o J e a t 选璜F i g 4 一1 8 叻eP m j e no p t b no f N e wd 甜o g b o x建立一个新的源文件，选择F i l eIb e wT e 砒F n e 命令，出现一个N e w 对话框幽4 1 9N e w 对话框甲的F i e _ I 盎项卡F i g4 1 9 1 懈i l e o f N c wd i d o gb 0在对话框中显示了可用的文件类型，输入新建立的文件名称和相关路径，如果想将新建立
145、的文件加入到当前工程项目中，选中A d dt 0P r o j e c t 复选框，在T a r g e t 列表框中选择新建立的文件加入的生成目标，单击【确定】按钮，然后输入源代码，保存文件等操作和一般的集成开发环境类似。一个工程项目可以包含多个生成目标。各生成目标有不同的生成选项，这些选项包括编译器选项、汇编器选项和连接器选项等，有关设置可参看c o d e w 谢o r 有关文档和帮助。第翟章系统总体方案设计2 、系统移植1 ) 系统初始化尽管各种嵌入式应用系统结构跬及功能相差筱大，但其系统初始化部分完成的操作由很大一部分是相似的。本节介绍基于A R M 体系的嵌入式应用系统初始化部分的
146、设计。系统的初始化部分包括下面两个级别的操作：系统运行环境初始化，包括异常中断向量纫始纯、数据栈初始亿以及1 0 视始化等。应用程序初始化，例如c 语亩变量的初始化等。一、系统运符环境的初始化对于嵌入式应用系统和具有操作系统支持的应用系统来说，相同运行环境初始化部分的工作是不同的。对于有操作系统支持的应用系统来说，在操作系统启动时将会初始仡系统运行环境。操作系统在船栽应用程序后，将控制权转交习皮用程序i H a i )函数。然后，c 运行时库中的m a i n 0 初始化应用程序。而对于嵌入式应用系统来说，由于没有操作系统的支持，存放在R O M 中的代码必须进行所有的初始化工作。系统运行环境
147、的初始化主要包括下舀的内褰：袭示整个代码的韧始入口点。设置异常中断向量。初始化存储系统。初始化各模式一F 的数据栈。柳始化一些关键的：I ，O 接口。初始化异常中断需耍使用的洲标量。使能异常中断。如果需要的话，切换处理器模式。如果需要的话，切换处理器状态。二、应用程序韧始化应用程序的初始化主要包括下面两方面内容：将已经初始化的数据搬运到可写的数据区。在嵌入式系统中，已经初始化的数据在映像文件运行之静通常保存在R o M 中，在程序运行过程中这些数据可能需要被修改。因而，在映像文件运行之前需要将这些数据沈阳农业大学鞣士学位论文搬运到町写的数据区。这部分数据通常就是映像文件中的R w 属性的数据。
148、在可葛存储区建立Z I 属性的可写数据匿。通常在映像文件运行之前，也就是保存在R O M 中时，映像文件中没有包含z I 属性的数据。在运行映像文件时，在系统中可写的存储区域建立z I 属性的数据区。如果应用程序中包禽了函数m a i l l O ，编译器在编译该函数孵。捧引用德号m a i n 。这样，连接器在连接时将包含c 运行时库中的相应内容。m a i n 可以完成这部分应用程序的初始化。如果斑用程序中没有包含函数m 8 诬癍用程序中需要包括进行这部分初始佬工作的代码。3 、生成映像文件生成敬像文件可以骞两种方法，可以使用命令行对其进行编译、连接处理，也可班在前面介绍的C o d c
149、w a 埘o r 集成开发环境中进行编译连接生成相应的映像文件。在此，仅简单介绍在c o d e w 埘i o r 怎样生成映像文件，命令行魁理可参看帮助。在e o d c w 毫一o 集成开发环境生戒跌像文停，蕾先要配置檩关的编译连接选项。1 ) 设置生成目标的基本选项设置生成目标的基本选项用于设薏当当前生成目标的一些基本信息，包括生成目标的名称、所使用的连接器等，如图4 2 0 所承。田4 2 0 生成目标的基本选璜F 培4 2 0 T h 曲鹊沁。埘o no f 舢n g 唰第四章系统总体方案最目2 ) 编译器选项设嚣打开T a 坦e t s e 戗i 1 1 9 s 对话框，选择L 舢
150、g I | a 弘s e 砸n g s 项下的删A s s c m b i 卧删Cc o l p i l 口等选项。如图4 2 l 所示。3 1 连接器的选顼设置c o d e w “0 r I D E 中内嵌的连接器选项堤鬣包古5 个选项卡，分别是o u t p m 、o p 舶n s 、L 8 y t 、“幽n g s 和E x t f a s 选项卡，如图4 - 2 2 所示。5 0田微1 缡译精选璃设置F i 9 4 - 2 lT h e c o m p l l 盯。蛳雌e s 抽n 幽必n t固4 - 2 2 连接精选项设量F i g 4 2 2T h er C o u p l m
151、go 衅i o n 髂吣I i 曲m e n3 、程序下载移植L i n u x 需要引导一段代码装载蠹核和些必要的信息来启动运行。基于三星沈阳农业大学硕士学位论文s 3 c 2 4 l Oc P u 的嵌入式系统的启动程序可以采用韩国M I z I 公司的V I ，我们使用s j f 2 4 1 0 一s 来烧写V T 。在烧写完V 1 V I 之后，运行V I V I ，然后根据系统的要求，适当裁减L i m 内核，配置内核，编泽内核，然后烧写内核z I m a g e 。嵌入式L i n “的运行需要一些基本的应用程序支持，内核仅提供对所有设备的管理和给应用程序提供访问系统资源的接口，诸
152、如人机界面、后台服务等都是由应用程序实现的。所以完整的可运行的嵌入式L i n u x 系统通常还需要一个根文件系统。这个系统包括所有的基本应用程序，程序运行所需要的库，以及具体应用中需要提供的服务。根据我们的需要制作相应的根文件系统，类似下载内核一样下载根文件系统。这样，电力巡检系统嵌入式终端的操作系统就可以运行了，然后再安装嵌入式的应用软件。4 5 后台管理系统的设计后台管理系统是巡检管理系统的数据汇集和处理中枢，在整个巡检工作中，有利于缺陷类型、内容等标准信息格式的定义与修改；线路、设备等基础信息数据的录入与修改；巡线人员管理、任务安排、任务执行情况检查；保证管理部门能够集中有效地管理巡
153、捡工作，收集数据并与其他相关部门配合，保证输变电线路正常运行：后台管理系统采用m 界面，操作方便。后台管理系统可以采用C s 与B s 混合模式来进行开发，最大满足电力巡检系统的要求，软件开发要基于开放式体系结构和面向对象技术，建立在国际工业标准基础上，凼而要具有良好的兼容性、扩充性和易维护性，使得巡检管理软件与原有线路管理模式和应用软件系统实现无缝链接。巡检人员操作的界面采用P o w e r B l l i l d e r 开发的c ，s 程序，管理人员使用J A 、，A 开发的浏览器页面。后台管理系统由系统登陆、管理巡检、管理基础资料、缺陷管理、审批提交资料、实时巡检监控、管理巡检情况、
154、管理巡检过程跟踪日志、分析报表等模块组成。后台管理系统不需要0 P R s 模块，只需要通过宽带、I s D N 、A D s L 等方式上网即可，且使用固定l P 。第五章G P R s 通信系统实现第五章G P R S 通信系统实现在上一章所有硬件平台已经选择好，G P R s 等模块经测试功能丁F 常，所有准备工作都已完成，本章将论述通信系统的具体实现过程。在整个系统中，主要由s I M l o o 模块自动接入I n t e m e t ，进行G P s 位置信息的提取、转换和发送，线路相关信息的发送，在数据中心，完成信息的读取，下发任务，并监测寻见过程。G P R s 在嵌入式系统中
155、常见的两种应用方式，一是利用o P R s 模块实现s M s 短消息收发，一是利用G P R S 实现嵌入式终端的无线上网。在巡检过程中，可以采用两种方式相结合的混合形式，实现数据的快速可靠的传输，在巡检人员和数据中心之间实现高效率的工作方式。巡检终端与数据中心之间的交流就像人与人之间的交流，是系统信息互通的主要途径，有一个好的通信构架很重要，同时也要决定采取那种数据传输方式。51G P R s 实时数据传输的两种基本方式根据实验的结果，我们可以总结出两种基本方式：l 、点对点数据通信这种应用方式中它所组成的无线通讯链路是作为某有线通信系统的备份线路。在点对点应用中，每个嵌入式终端各有一个模
156、块分别与各自的上位机应用相联。另有一台有静态I P 地址的通讯服务器连在h l t e m 吼上作为地址解析服务器，并运行有地址解析进程。通讯过程如下：1 ) 终端分别拨号连接到I n l e m e t 。2 ) 终端与地址解析服务器交换地址列表信息。3 ) 各终端根据地址列表信息建立T c P 或u D P 通讯链路。这样，在l2 n 的终端之间构成了一个对等网络，它们之间可以互相通信，也可以借助地址解析服务器的功能实现群发和广播。这种方式虽然结构简单，但是存在一些明显的问题，表现 H 相对的不稳定性，不太适合电力巡检系统的使用要求。沈阳农业大学硕士学位论文2 、点对多点集群通信方式在中心
157、有一台通讯服务器与I n t e l l l e t 相联，且使用静态l P 地址。服务器运行有中心监控程序，使用s o c k e t 套接字与I n t e m e t 通讯。通讯过程如下：1 ) 终端分别拨号连接到h l l e m e t 。2 ) 终端使用A T 指令集与中心建立T C P 或U D P 连接通道。3 ) 嵌入式移动终端将巡检的各种信息( G P s 定位信息、控制信息、文本信息) 通过G P R s 或者G s M 短信实时传送给中心服务器，服务器的通信网关接收并解析这些状态信息，存入数据库。4 ) G P R s 服务器可以根据分析接受的数据包回复相应的指令。在电
158、力巡检系统中，在移动通信现有的网络资源情况下，一般采用这种方式来进行通信。5 2G P R S 数据传输的过程5 2 10 腿S 无线数据传输的实现1 、数据中心的设置1 ) 数据中心接入方式的选择采用G P R s 网络，数据中心有如下几种模式：采用光纤专线的方式，采用A D s L 作为数据通信中心的方式以及采用无线G P R s 调制解调器的方式在实验期间可以采用G P R sM o d 方式作为中心的接入方式，经过试运行成熟和所有改造完毕后，可以选用专线接入的方式。2 ) 数据中心口的选择。由于G P R s 数据传输是通过I n t e c t 传送，要通过I P 地址建立连接，即在
159、数据传输之前，通信双方必须知道对方的I P 地址。2 、利用G P R s 实现嵌入式移动终端无线上网。嵌入式移动终端通过0 P R s 实现无线上网之前，首先要对G P R s 模块进行一定的设置，使s D “1 0 0 模块进入数据通信状态。通过串口发送命令，来设置波特率、帧格式和流量控制等。第五章G P R s 通信系统实现在通信的过程中最重要的地方是p P P 协商过程，这是由于在G G s N 与G P R s 模块进行通信时遵循的是P P P 协议。P P P 协议中提供了一整套方案来解决链路建立、维护、拆除、上层协议协商、认证等问题，主要包含L C P ( L i n k C 彻
160、仃o l P r o t o c 0 1 ) 、P A P ( P a s s w o r d A u t l l e “c a d o n P m t o c 0 1 )和D c P ( I n t e l c tP r o t o c o lc o n t r o lP r o t o c 0 1 ) 等协议。s l M l o o 在拨号后首先要与G P R s网关进行通信链路的协商，即协商点到点的各种链路参数配置，其中L c P 盼议用于建立、构造、测试链路连接；P A P 协议用于处理密码验证部分；I P c P 协议用于设置网络协议环境，并分配I P 地址。协商机制用有限状态机的模
161、型来实现。一旦协商完成，P P P链路创建，分配到I P 地址就可以按照协商的标准进行I P 报文的传输了。此时，嵌入式移动终端向G G s N 发送的所有包含I P 报文的P P P 报文都会被传送给I n t e n 崩网中相对应的I P 地址；而远端系统向嵌入式移动终端I P 地址发送的报文也都会经G P R s 网络传送到终端上，从而完成嵌八式移动终端与远端系统通过互联网进行数据传输。其实现的具体过程如下：1 ) 、T D 9 9 + + 1 群拨号登陆到G P R S 网络，若登陆成功，则返回C O N N E C T2 ) A T + C G D C a N T = l ，“I P
162、 ”，“C 附E T ”设置接入网关其含义为将1 号P D P 报上下文参数设置为：使用I P 包协议，接入点为移动梦网c M N E T 的接入网关，使用网络分配的包协议地址，使用默认的包压缩方式和包头压缩方式。3 ) A T + C G C L A S S = “B ”设置移动终端的类别其中“B ”表示同时监控多种业务。4 ) A T + C G A C T = l激活l 号P D P 报上下文5 ) A T + C S O检查信号，若返回1 0 3 1 ，O 之间的信号数字贝q 继续，如果信号是9 9 ，则系统重复发送A T 命令，不停地让模块去搜寻网络，重试次数超过预定次数，可定义其他
163、方式发送错误报告沈阳农业大学硕士学位论支6 ) A ：r + C G R E G ?若返回O ，1 U 可以继续，若返回o ，O 刘返回第一步重来7 ) A r + C G R _ E G系统循环调用G P R s 网络注册状悉命令和A T + c M B E R R O R 相关地错误命令来检查系统状态。5 2 2 平唾用O p R s 实现s M s 短信息收发三，聪一第五章G P R s 通信系统实现s I M 连接完好。随后可以发送A T + c M G s = ( P D u 串中的字节数d d d ，不包含短信息中心s M s c的长度) ，当得到提示符号“ ”后，说明此时可以发送
164、编辑好的P D u 串了，则S I M l 0 0模块发送P D u 串，并且以“c T R L + z ”结束( c T R L + z 的A s c 码是2 6 ) 。当提示符”- ”出现在最后一个数字后面，说明系统已经收到了命令，系统会返回操作的结构，得到响应0 K ，O K 表示成功，E R R o R 则表示发送失败。s M s 短消息的接收同样是收到一串P D u 的编码，按照上述规则解析接收到的P D u编码即可。雷6 - 2s 怖短信息收发流程固F i g6 - 2S M Ss h o n 枷白m “i o n 哪j V i n g 舶d m 印n c h i n g n o
165、w c h 呲5 3 系统通信的可靠性由于电力系统行业的特殊性，所以电力巡检系统的安全性要求很高，因此在系统中可以采取以下措施保证通信的安全可靠：5 6沈阳农业大学硕士学位论文1 、防火墙技术防火墙主要用于实现网络路由的安全性。网络路由的安全性包括两个方面：1 ) 限制外部网对内部网的访问，从而保护内部网特定资源免受非法侵犯。2 ) 限制内部网对外部网的访问，主要是针对一些不健康信息及敏感信息的访问。防火墙，就是在内部网与外部网之间的界面I 构造一个保护层并强制所有的连接必须经过此保护层，在此进行检查和连接。只有被授权的通信才能通过此保护层，从而保护内部网及外部的访问。2 、v P N 安全技
166、术V P N m 仇I a l P 小a t e N 神啪拙) 又叫虚拟专用网。是保护网络信息传输的安全技术。它通过基于密码学的安全技术和隧道协议等安全技术保护公用网上数据的传输、实现与真实专用网相当的安全性能。w 就像高速公路( 因特网) 上的一条单独的密封的公共汽车通道，公共汽车通道外的车辆看不到通道内的乘客。利用建立在因特网上的v P N 专用通道，移动终端可以向数据中心的计算机发送敏感的信息，访问内部网的资源。3 、嵌入式移动终端s I M 卡的唯一性对终端S I M 卡进行鉴别授权，在网络侧对s I M 卡和A P N 进行绑定，划定终端可接入的系统的范围，只有属于巡检系统的S I
167、M 卡手机号才能访问专用A I N ，终端与数据中心采用中国移动分配的专门的A P N 进行无线网络连接，普通手机的s I M 卡号无法呼叫专用的A P N 。4 、在移动终端采用用户登陆方式，分配不同的用户名和密码，只有登陆之后才能进行巡检任务。在没有合法的名称和密码的情况下，即使有伪造的合法号码，也无法与内部网络建立呼叫。保证终端的合法性。5 、可以在业务数据传输之前进行加密，确保数据安全。第六章摄短路径的研究第六章最短路径的研究本章针对电力巡检系统巾使用的G P s 技术，探讨了在嵌入式移动终端运行最短路径搜寻方法。在本系统中，最短路径采用的空间分析技术，空间分析是基于地理对象的位置和形
168、态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空闯信息，主要包括空间位置分析，空问分布分析，空间形态分析，空间关系分析和空问相关分析五个方面。本系统主要用于电力巡检，涉及较多的是空问关系上的分析，尤其是空间距离。在线路的拓扑关系图中，运用相关的空间分析技术可以反映出道路上任意两点在几何上的连接程度以及线路上任意两点间的最短路径。6 1 空间分析技术地理空间的距离所描述的对象一定是发生在地理空间上的，也就是说它具有空间概念，是基于地理位置的，反映了空间物体间的几何接近程度。由于本系统较少涉及三维物体，主要用于点击查询时涉及到点到点、线、面二类物体之间的距离定义与计算。1 ) 两个点状物体之间的距
169、离，采用欧式距离计算法，即物体I 和物体J 的距离表示为：以爿( 葺一x ，) 2 + 仉- y ，) 2 也2 ) 点到线状物体间距离的定义与计算点状物体与线状物体之间的距离定义为点状物体与线状物体上的点之间的距离的最小值，即点P 与线L 间距离可以定义为：谚。= m i n ( 如，)肫L在地理信息系统中，线状物体是由折线表示的，具有有限个数值点，可以通过点到盲线段的距离的计算来确定点到直线的距离。设一条曲线系由P 0 ，P l ，只等n + 1 个数据点所定义的n 个直线段描述，点P到直线段E 一1 E ( i = l ，2 ，n ) 的距离可以如下确定，见图6 1 所示：沈阳农业大学硕
170、士学位论文pP 二= = ：第六章最短路径的研究囤6 _ 2 虚到面状物体距爵的兰种情况F 嘻越e 也r e ec B s e s 舶m d o I 沁晰i m i o n o b j o n中心距离与点点距离的计算类似，最小距离与点线距离的计算类似，最大距离的计算类似于最小距离，但因点到直线的距离总是小于点到直线端点的距离，而求的又是最大距离，救没有必要进行垂直距离的计算。设P 到A 的诸顶点最，B ，只的距离为噶，吃，碡，则点到面闻的距离为d = m “( 吐，吐，吒) 。点面间距离用最小和最大距离来定义可以适台子不同的应用场合。本系统中对于煮击查询，采用的是最小距离来进行判断。另外，在交
171、通路网中，讲两点之间的直线距离式没有意义的。园为。两点之间的传输并不是沿着两点之间的直线进行的，一切都只能是在交通路网中的特定路径上进行。两点闻静距离表现为两点闻路径的长度，以最短路径的长度来描述网络上两点问的距离。本系统中，对于最短路径采用的是改进型的剐k s t r a 算法，在算法中集成多种优化策略，强调了路径的跟踪计算。6 2 最短路径分析在嵌入式移动终端系统中，终端对应G p S 系统，可以设计为图形显示、浏览模块，信息查询模块，G p S 定位与导航模块，地图数据更新模块，界面配置模块等。最短路径可以嵌八在信患套询模块中。按地名查询和点击查询主要是利用地图查询类中属性焱询类的功能组
172、件采实现。通过在指定的图层中，根据用户给定的字符串进行模糊匹配，可以实现按名称查询。点击查询主要是透过计算点到所有可见的物理实体之闯的鼯离来确定点裔的地理空间实体，距离最小的物体就是点击查询的结果。计算距离的方法参见上节，由于点肯定位于区域类的图层中，对落入某个区域中的点而言，其距离为晟短，所以不用计算沈阳农业大学硕士学位论文点到面的距离。在系统分析中，最短路径问题的分析是虽基本的，也是最关键的，其实现的算法效率将直接影响到整个系统的性能。考虑到PDA 设备容量较小，运算速度较低，而疑短路径搜索对实时性又有较高要求，系统采用了基于D U k s 妇算法的改进型优化策略，更强调路径的跟踪计算。第
173、七章总结与展望第七章总结与展望本文研究了电力巡检系统中G P R s 无线通信过程，阐述了基于A R M 处理器的嵌入式系统的设计。并对系统的功能进行了论述，而且对巡检系统叶1 的最短路径进行了初步研究，为以后G P s 模块的软件实现打下基础。主要完成了以下工作：1 刃完成了电力巡检系统总体结构的设计，巡检系统包括嵌入式移动终端、数据中心以及采用G P R S 的无线通信网络。2 瓒成了以三星公司的s 3 c 2 4 l o x 为核心的嵌入式移动终端的设计。其中包括电源模块、G P s 模块、G P R s 模块、扩展存储器模块以及各种开关控制变量。3 棚对嵌入式移动终端进行了1 i n
174、u x 移植准备，并进行调试、编译，进行了移植。4 n 阐述了G P R s 实时数据传输的方式，实现了数据传输的过程，并对系统通信的可靠性进行了初步研究。5 曲针对嵌入式移动终端的G P s 模块的最短路径问题做了探讨。由于系统的开发时间较短，还存在一定的不足之处，主要体现在以下方面：1 自由于通信模块以及通信网络的不完善，通信数据的可靠性还有待于进一步提高。2 n 嵌入式终端软件的设计是一个复杂的过程，还需要对终端的应用软件做详细的v设计。3 八数据中心的设计还需要进一步的完善并能够实现系统的在线运行，能够容易的进行升级。基于嵌入式的电力巡检系统在电力应用中有着广阔的市场应用前景和深远的实
175、际意义，无线技术的发展能够为系统的发展注入更多新的思路，使得数据高速可靠的传输。硬件、软件方面的革命会使系统运行的效率更高。随着技术的迸一步完善，相应的技术可以应用到相关的其他领域，使得嵌入式技术有更广大的发展。沈阳农业大学硕士学位论文9l O1 11 21 3参考文献王延亮，黄明2 0 。4 基于G I s G P s 的野外巡检系统测绘工程，1 3 ( 1 ) ：3 8 4 0 李笑雪，宋炳立2 0 0 4 G P R s 和c o M 技术在电力抢修系统中的应用郑州牧业T 程高等专科学校校报，2 4 ( 2 ) ：1 0 5 1 0 7 崔秀玉等2 0 0 4 G P R s 技术在电力
176、系统通信中的应用电力系统通信，( 8 ) ：3 5 李磊，林红日2 0 0 4 G P R s 技术在配电监控系统中的应用农村屯气化，( 8 ) ：2 3 2 4 杜勇，裴作强2 0 0 4 G P R s 配电变压器监测系统设计微计算机席用，2 5 ( 5 ) ：5 9 6 5 9 8 李旭升2 0 0 4 G P R S 在东方热电远程监控系统中的应用现代电信科技，( 1 0 ) ：3 8 4 1 轩世杰2 0 0 4 基于G P R s 的熟电远程监控系统开发应用电力系统通信，( 8 ) ：8 一1 0 王函韵，温云波2 0 0 3 基于G P R S 技术的配电网通信解决方案电力科学与
177、工程，( 4 ) ：4 64 9 张帆，娄为2 0 0 4 基于G P 船通信的配电变压器监捌系统电力系统及自动化学报，( 4 ) ：4 4 4 5 邓晓艳等2 0 0 3 基于L i n u x 移动终端的G s M G P 髂无线通信的原理与实现，2 9 ( 2 ) ：1 3 7一1 3 9 陈霞等2 0 0 3 G P I i S 网络在电力系统传输运动数据中的应用。( 3 ) ：7 7 7 9 罗亮，彭容修G P R s 在嵌入式手持终端上的实现现代电子技术，2 7 ( 4 ) ：7 6 7 7 余琴，赵振华2 0 0 5 基于G P R S 的s o c K E T 通信的应用研究单
178、片机与嵌入斌系统应用，( 1 1 ) 赵申，蒋铃鸽2 0 0 4 基于G P R s 的无线数据采集与传输终端，电子产品世界，( 8 ) 秦开宇，段红2 0 0 3 基于移动通信网的电力远程监测系统电力需求侧管理( 5 ) ：2 0 一2 3 钟章队等2 0 0 1 G P R s 通用分组无线业务北京；人民邮电出版社桑楠2 。0 2 嵌入式系统原理及应用开发技术北京：北京航空航人人学出版社张威2 0 0 2 Li n u x 网络编程教程北京：北京希望电子出版杜杜春雷2 0 0 3 A 跚体系结构与编程北京；清华大学出版杜马忠梅2 0 0 2 A R M 嵌入式处理器结构与应用基础北京：北京
179、航空航天大学出版社c r a i gH o l l a b a u g h 著陈雷等译2 0 0 3 嵌入式L i n u x 硬件、软件与接口北京：电子工业出版社2 0 一4 4 345678H坫鹕坞如虬参考文献3 03 13 23 3A 1 e s s a n d r oR u b i n i 著，L i s 0 1 e g 洋2 0 0 0 L i n u x 设备驱动程序北京：中国电力出版社邹彩梅，叶振华2 0 0 4 P D A 与单片机串口通信的实现电子世界，( 2 ) ：一3 7 淫东萍，高博2 0 0 3 手持导航P 姒和G P s 豹通信。电子产箍世界，( 4 ) ：4 6
180、4 7 徐镇方，梅鲁海2 0 0 4 电力线路自动巡榆管理系统电气时代，( 2 ) ：9 8 9 9 秦蔚。2 0 0 3 A 删平台下L i n u x 内棱移植技术的分析研究与应用硕士论文A 麟公司A 跚公蔼背景资料h t 如：孵w ，a r 珀e 。珥e h i n e s e 刘云样。2 0 0 2 最短路径分析及G I s G P s 集成技术研究硕+ 论文陈雷等2 0 0 3 ，G P R s 网络在电力系统传输远动数据中的应用第四届输配技术国际会议，( 1 2 ) 唐琳2 0 0 4 基于G P R s 的皂力移动服务系统的设计与实现微型电脑应用，2 0 ( 2 ) ：3 0 3
181、 2 。姜建里，赵擐东2 0 0 3 地理信息系统与电力通信电力系统通信，( 6 ) 粱晴昝2 0 0 4 。茏线专网技术及其在配电自动化中的应用电工技术杂志，( 7 ) 乐阳等1 9 9 9 D i j k s t r a 最短路径葬法的一一神高效率实现武汉澜4 绘科技大学学报，( 0 ) ：2 9 5 2 9 8孙才新等2 3 电力地理信患系统及其崔配电醋中的应用北京：科学出版杜刘晨2 0 0 3 配网自动化系统的通馆方案设计电力系统通信，( 1 0 ) ：1 6 一1 8卡普兰著，邱致和王万义译G P s 原理与应用北京：电子工业出版社黄芳等G I s 在电力信息系统中的癍用计算机工程，
182、2 7 ( 5 ) ：1 5 0 一1 6 lh t t 口：w 觋s i m c 嘶。o 鲫，李军2 0 0 0 地理信息系统在配电刚络管理中的应用北京；中国地理信息系统协会年会论文集，4 2 8 4 3 3 刘健等1 9 9 9 配电孵自动化系统北京：中凋农穗水电出叛 主1 4 4船孙挫拍弘盯弱册弭盯昭沈| f 日农业人学醺士学位论文附最l到lu P 咖T 蹦2 哇i 0 一s 开发平台F i 9 1 T b ed o v e l 印e dp l a t f o r mo f 四一腿T A 删2 4 1 p S附录2圈2G P R s 加P s 模块F i 9 2 ，G P R S G P
183、 S d u l e致谢致谢三年的研究生生活即将结束，回首这几年来的学习、工作和生活，我由衷地感谢我的导师朴在林教授，感谢他在学习、研究以及生活等各方面上给予我的指导和帮助在这短短的几年里，导师严谨的治学态度和刻苦地钻研精神使我受益非浅，同时他严格自律的精神、高尚的师德和高境界的个人修养无疑也将是我以后学习、工作的参照和指导。在毕业即将到来之际，我还要对农电系的所有老师衷。地说一声谢谢，他们不仅教授了我文化知识，更留给了我对学习和工作的一份永久的热忱，他们日复一日地工作在地方，送走一届一届的我们，又开始教育一个又一个的我们，正是由于他们的辛勤栽培才使我们顺利完成学业。在此我要向全体老师道一声：“您辛苦了! ”另外，我要感谢在学习和生活中给予我支持和帮助的同学和朋友们，在此，谨向他们表示我由衷的感谢【最后我要感谢我的家人，他们给予我精神上的支持和生活上的关照，使我能够安m的完成学业，以后更加努力的工作，在此向他们表示深深的感谢!淀阳农业大学硕士学位谗文攻读硕士学位期闭发表文妾l 、李征睚，$ 在椿2 0 0 6 基于e m s G P R s 的电力错能巡检系统的设计与研究农盟网络信息。2 、p 撼许童羽，李征明，孙晓蔼2 5 基于嵌入式G I s 的电力移动巡捡系统的研究与实现东北大学学报( 自然科学叛) 。增刊。
