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　　【摘要】： 隨著經濟的發展和橋梁的增加,橋梁監測越來越受到政府和工程界重視。橋梁建成以后,由于受氣候、環境因素的影響,結構材料會被腐蝕和逐漸老化,長期的靜、動力荷載作用,使其強度和剛度隨著時間的增加而降低。這不僅會影響行車安全,更會使橋梁的使用壽命縮短。對橋梁結構的健康狀況進行檢測與監測,并在此基礎上對其安全性能進行評估是橋梁運營日常管理的重要內容。 本文對橋梁坍塌監測系統進行了可行性分析,制定了系統的數據采集方案,確定現場控制系統和遠程數據傳輸的方式,并提出主控制室的架構組成,從而給出了橋梁坍塌監測系統的總體設計方案。 主要研究了橋梁坍塌監測系統中的現場控制系統,確立使用具有強大的擴展功能的飛思卡爾公司的MCF5272嵌入式芯片作為核心處理單元。詳細分析了硬件系統的設計方案,硬件組成包括:(1)MCF5272主控系統的總體架構:復位電路、SDRAM、Flash與BDM接口等。(2)100M以太網接口和GPRS通信模塊。(3)串口擴展電路。 最后,結合實際情況選擇了μClinux操作系統作為現場控制系統的重要組成部分,在介紹Bootloader的編譯和開發原理的基礎上,著重論述操作系統μClinux的裁減、編譯、移植和調試等的實現。 綜上所述,論文完成了橋梁坍塌監測系統的總體設計,運用嵌入式技術搭建現場處理控制系統,以實現對數據的處理與傳輸。 【關鍵詞】：橋梁坍塌監測 嵌入式系統 MCF5272 μClinux
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：U446.2
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2009.066664
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 本領域國內外現狀10-11
• 1.3 橋梁坍塌監測的意義11
• 1.4 橋梁坍塌監測系統的構成11-14
• 1.5 本文的主要研究內容14-15
• 第二章 嵌入式系統15-23
• 2.1 嵌入式系統15-16
• 2.2 嵌入式處理器16-19
• 2.3 嵌入式操作系統與實時操作系統19-22
• 2.4 嵌入式系統的應用22
• 2.5 本章小結22-23
• 第三章 橋梁坍塌監測系統總體設計23-34
• 3.1 橋梁坍塌監測系統的需求分析及可行性研究23-25
• 3.1.1 需求分析23-24
• 3.1.2 技術可行性研究24-25
• 3.2 數據采集系統的方案制定25-27
• 3.2.1 多傳感器測量的要求25
• 3.2.2 數據采集對象的確定25-26
• 3.2.3 傳感器分布26-27
• 3.2.4 采集數據與現場控制系統的連接27
• 3.3 現場控制系統的方案制定27-31
• 3.4 遠程數據傳輸方式的制定31
• 3.5 主控制室系統確定31-32
• 3.6 橋梁坍塌監測系統的總體方案32-33
• 3.7 本章總結33-34
• 第四章 現場控制系統的硬件平臺設計34-49
• 4.1 基于MCF5272 的嵌入式硬件平臺的設計34-35
• 4.1.1 整體設計方案設計描述34
• 4.1.2 主要組成部分介紹34-35
• 4.2 整體設計方案的實現35-41
• 4.2.1 MCF5272 設計35
• 4.2.2 復位電路35-36
• 4.2.3 Flash 擴展36-38
• 4.2.4 SDRAM 擴展38-39
• 4.2.5 電源的設計以及在電路穩定性和抗干擾方面的考慮39-40
• 4.2.6 BDM 調試接口電路40-41
• 4.3 遠程通信41-44
• 4.3.1 以太網接口設計41-43
• 4.3.2 GPRS 通信模塊43-44
• 4.4 串口擴展電路44-48
• 4.4.1 串口擴展芯片45-46
• 4.4.2 RS232 收發器46-48
• 4.5 本章小結48-49
• 第五章 嵌入式uClinux 操作系統移植49-59
• 5.1 uClinux 嵌入式操作系統49-52
• 5.1.1 選擇μClinux 的原因49-50
• 5.1.2 μClinux 針對NOMMU 的特殊處理50-51
• 5.1.3 μClinux 的多進程處理51-52
• 5.2 嵌入式Linux 開發工具52-53
• 5.2.1 Shell 腳本52
• 5.2.2 gCC 編譯器52-53
• 5.2.3 Make 項目管理工具53
• 5.3 Bootloader 的編譯和開發53-55
• 5.3.1 Bootloader 工作原理53-54
• 5.3.2 Bootloader 定制、編譯與燒寫54-55
• 5.4 uClinux 的移植55-57
• 5.4.1 μClinux 源碼的獲得55-56
• 5.4.2 μClinux 開發工具的獲得與安裝56
• 5.4.3 μClinux 內核的配置與編譯56-57
• 5.5 嵌入式軟件開發57-58
• 5.6 本章小結58-59
• 工作總結與展望59-60
• 全文工作總結59
• 展望59-60
• 參考文獻60-63
• 攻讀學位期間發表的學術論文63-64
• 致謝64