课题研究所需主要设备、仪器及药品： 计算机 外出调研主要单位，访问学者姓名：
学 士 学 位 论 文
题 目
基于无线传感器网络的远程智能抄表系统研究与设计
学 生 指导教师 年 级 专 业 系 别 学 院
吴哥
很牛的 副教授 2008级
计算机科学与技术 计算机科学与技术 计算机科学与信息工程
家里蹲大学 2012年5月
摘要：在对无线传感器网路（WSN）产生和发展、技术成熟程度分析的基础上，文章分析了WSN组网模式、拓扑控制、媒体访问控制（MAC）和链路控制、路由与数据转发及跨层设计、时间同步技术、自定位和目标定位技术等组网关键技术和应用支撑技术方面的研究内容。基于应用中的典型实用和示范系统，文章将无线传感器节点嵌入到燃气表中，依据无线通信机制，形成无线传感器网络，以解决自动燃气抄表问题。
关键字：无线传感器网络；自组织网络；分簇控制；能量效率
目 录
绪论........................................................................................................................... 1 第一章 无线传感器网络技术历史背景........................................................................ 2
1.1 无线传感器网络相关的会议和组织............................................................ 3
1.2 1.3
相关科研和工程项目................................................................................. 3 无线传感器网络技术的成熟度分析............................................................ 4
第二章 无线传感器网络技术体系及其发展现状.......................................................... 5
2.1 核心关键技术 ............................................................................................ 5
2.2 关键支撑技术 ............................................................................................ 7 第三章 基于无线传感器网络的应用系统发展现状 ...................................................... 8 第四章 无线传感器网络的定义和特点...................................................................... 10 第五章 需要解决的问题........................................................................................... 12
5.1 就目前的技术水平来说 ............................................................................ 12
5.2 抄表技术概况 .......................................................................................... 12 第六章 国内外远程抄表系统的发展概况 .................................................................. 14
6.1 国外自动抄表技术的发展 ........................................................................ 14 6.2 国内自动抄表技术的发展 ........................................................................ 14 第七章 基于GPRS的远程抄表系统总体设计........................................................... 16
7.1 设计方案论述与选择 ............................................................................... 16
7.2 GPRS通讯技术介绍 ................................................................................ 17 7.3 无线抄表系统的总体设计方案 ................................................................. 19 第八章 系统的硬件设计........................................................................................... 25
8.1 终端系统结构 .......................................................................................... 25 8.2 ARM控制单元及相关外围电路................................................................ 26
8.3 人机接口电路 .......................................................................................... 29 8.4 电源电路设计 .......................................................................................... 29 8.5 RS-485电路 ............................................................................................ 30 8.6 GPRS通信模块 ....................................................................................... 31 第九章 系统的软件设计........................................................................................... 34
9.1 终端软件的设计思路 ............................................................................... 34 9.2 上电初始化模块 ...................................................................................... 35
9.3 RS-485通信模块 ..................................................................................... 37 9.4 GPRS通信模块 ....................................................................................... 37 参考文献.................................................................................................................. 41 Abstract................................................................................................................... 42
绪 论
本文提出了一种基于GPRS的无线抄表终端系统的实现方案，在以GPRS为通信手段的基础上，对无线抄表终端进行了完整的设计与实现，本文的主要工作在于对GPRS通信模块软硬件上予以了实现，我们选用Philips公司的 LPC2138微处理器和Siemens公司的MC55通信模块作为目标硬件，使用AT指令，完成与监控中心的通信。本文行文安排如下：
第一章：介绍了无线传感器网络技术相关历史背景。 第二章：介绍了无线传感器网络技术相关体系。
第三章：介绍了基于无线传感器网络的应用系统发展现状。 第四章：介绍了无线传感器网络的定义和特点。 第五章：阐述了本文需要解决的一些问题。
第六章：调研了燃气监测系统通信的发展现状，分析了燃气远程监测系统中几种传统的通讯方式，并指出这些通讯方式的优点和不足之处，并对GPRS应用于电力系统通信进行了可行性分析，明确了课题的研究意义和实用价值。
第七章：介绍了GPRS无线通讯技术的基本原理、网络结构、通信协议及基于GPRS的数据传输；并将它与几种无线的通讯方式进行了详细的比较，从而证明了它在远程测控领域中有着独特的优势。
第八章：根据燃气远程监测系统的功能需求，设计了无线抄表终端硬件系统，详细介绍了各主要功能模块的设计。对终端单元用到的主要器件作了介绍，详细地分析了其中的各硬件电路，并对硬件电路设计中涉及到电磁兼容性问题和抗干扰性措施进行了分析和讨论。
第九章：针对终端的功能需求和主控制器的资源，终端软件系统采用了多任务调度机制；对各功能模块的软件实现进行了论述，详细论述了GPRS无线数据传输的软件设计思路。
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