以太网的高速公路设施运行信息采集系统的软件设计
目 录
1 绪论 1
1.1 课题的背景 1
1.2 课题研究的目的和意义 1
1.3 国内外的研究现状 1
1.4 未来发展趋势预测 2
1.5 研究内容和论文整体框架介绍 3
2 系统的需求分析 3
3 系统的方案设计和硬件介绍 4
3.1 系统的总体设计 4
3.2 针对需求分析给出的解决方案 4
3.3 小结 5
4 系统的硬件设计 5
4.1 系统整体的原理图 5
4.2 采集模块 6
4.3 主控模块 7
4.4 传输模块 8
4.5 小结 8
5 系统的软件设计 8
5.1 开发软件的介绍 8
5.2 软件系统设计 9
5.3 温湿度采集功能的程序设计 10
5.4 电源状态信息采集功能的程序设计 12
5.5 数据发送功能的程序设计 12
5.6 数据接收功能的程序设计 13
5.7 小结 15
6 系统测试 15
6.1 系统测试的目的和意义 15
6.2 介绍系统的测试方法 16
6.3 系统测试流程 16
6.4 测试结果 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
1 绪论
1.1 课题的背景
虽然我国的高速公路建设起步较晚，但是自1998年至今我国的高速公路在飞速发展，到2012年底总里程已达到9万多公里超过美国，成为世界第一。但是伴随着高速公路的迅猛发展，在取得一定成就的同时也出现了许多的问题，这些问题如果的不到适时的处理将会引发更多的问题。
其中一个比较重要的问题就是如何实时采集高速公路上设备的运行信息，与设备正常的运行参数进行比较，防止一些设备发生故障后不能及时得到通知进行维修。因为人们的生活水平在逐步提高，自然的出行要求也越来越高，私家车的数
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
2012年底总里程已达到9万多公里超过美国，成为世界第一。但是伴随着高速公路的迅猛发展，在取得一定成就的同时也出现了许多的问题，这些问题如果的不到适时的处理将会引发更多的问题。
其中一个比较重要的问题就是如何实时采集高速公路上设备的运行信息，与设备正常的运行参数进行比较，防止一些设备发生故障后不能及时得到通知进行维修。因为人们的生活水平在逐步提高，自然的出行要求也越来越高，私家车的数量也在飞速增加，所以相应的高速路也要加速建设，那么对于高速路上的设施要求也在提高。现在高速路少则几百公里，动辄上千上万公里，所以对于高速路上设备的运行状况的实时了解就显得尤为重要。一旦设备发生什么故障，相关部分可以根据接收到的数据，派专门的维修人员到相应的地点进行维修，这样大大提高了运维效率，保障了设备可以在较短的时间内恢复正常运行。
1.2 课题研究的目的和意义
因为有些高速路段在很偏僻的地方，如果该路段发生问题，维修人员一般不能及时检测到问题所在，会花费很长的时间进行检查，等到检测到发生问题的路段，可能已经过去很长时间了，这就很容易造成事故得不到及时处理。因此设计高路公路设施运行信息采集系统的目的就是为了在设施发生问题的第一时间，可以安排维修人员到达现场进行处理，防止事故的发生。这样就大大缩减了维修人员的检测时间，可以在最短时间内到达现场进行修理，避免了不必要的人力物力的浪费。
1.3 国内外的研究现状
数据采集技术就是将采集到的模拟信号，转换成数字信号，然后再通过串口
保存在本地或者通过网络发送给远程的服务器端。随着信息化时代的到来，也推动了人类在信息采集技术上的发展，数据采集技术逐渐出现在大众面前，成为我们研究的重点，同时这些研究成果也给我们的生产和生活带来了很大的影响，为我们带来了许多便利。说到数据采集就不得不提到通信技术，我们所采集到的数据最后都需要通过各种方式传输到服务器端，否则我们采集的数据将没有意义。
1.3.1 国外研究现状
国外的数据采集技术的相比于国内来说已经很成熟，研制的采集器的功能也
很强大。而且国外还有许多的公司正在积极研制便携式的数据采集系统，具有代
表性的是：美国Fluke公司精心研制的Hydra系列便携式数据采集器，可以满足不
同的应用需要。
其实，很早国外数据采集产品就在我国出现了，按理应该会取得不错的相应，
因为当时国内这方面的产品应该很稀缺，但却没有达到预想的目标，很大程度上
是受其过高的价格和全英文的用户界面的限制。因为当时的中国，很多技术工人
文化程度都不高，他们操作机器大部分靠的都是经验，全英文的界面对于他们来
说完全用不惯。
1.3.2 国内研究现状
相比于国外，国内的数据采集技术虽然起步比较晚，但是发展速度并不慢。
我国的地震观测系统使用的就是TDE系列的，该系列的产品发展已经相当不错。
这几年以来，TDE系列又开发出了TDE-324C，这款产品的性能相比于之前的更
加强大。还有如北京和郑州的一些公司在便携式数据采集产品的研制上也取得了
一些成果，这些公司的产品在价格上占有很大的优势，但在性能上与国外的产品
相比差距还是很大的，主要有：
国内产品有的还在使用USB2.0时候，国外已经在用USB2.0和USB3.0了；
国内很多产品的功能不全，存储容量较小；
国内同类产品的数据采集精度、频率、分辨率以及数据的处理能力相较于国外的产品都有不小的差距，还有待进一步地提高。
1.4 未来发展趋势预测
现在数据采集技术已经发展的很好，未来的数据采集技术将朝着更高的目标前进。首先就是采集系统的容量越来越大，相应的采集器的体积却反而越来越小，单次数据采集的数据量也越来越多，数据传输更多的是使用无线网络，在保证数据高效、高速传输的同时依然能保证传输数据的安全性和完整性。未来通信技术的发展更多的是光通信，因为其通信容量大，保密性好，中继距离长，适应能力强等特点正在被广泛
1 绪论 1
1.1 课题的背景 1
1.2 课题研究的目的和意义 1
1.3 国内外的研究现状 1
1.4 未来发展趋势预测 2
1.5 研究内容和论文整体框架介绍 3
2 系统的需求分析 3
3 系统的方案设计和硬件介绍 4
3.1 系统的总体设计 4
3.2 针对需求分析给出的解决方案 4
3.3 小结 5
4 系统的硬件设计 5
4.1 系统整体的原理图 5
4.2 采集模块 6
4.3 主控模块 7
4.4 传输模块 8
4.5 小结 8
5 系统的软件设计 8
5.1 开发软件的介绍 8
5.2 软件系统设计 9
5.3 温湿度采集功能的程序设计 10
5.4 电源状态信息采集功能的程序设计 12
5.5 数据发送功能的程序设计 12
5.6 数据接收功能的程序设计 13
5.7 小结 15
6 系统测试 15
6.1 系统测试的目的和意义 15
6.2 介绍系统的测试方法 16
6.3 系统测试流程 16
6.4 测试结果 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
1 绪论
1.1 课题的背景
虽然我国的高速公路建设起步较晚，但是自1998年至今我国的高速公路在飞速发展，到2012年底总里程已达到9万多公里超过美国，成为世界第一。但是伴随着高速公路的迅猛发展，在取得一定成就的同时也出现了许多的问题，这些问题如果的不到适时的处理将会引发更多的问题。
其中一个比较重要的问题就是如何实时采集高速公路上设备的运行信息，与设备正常的运行参数进行比较，防止一些设备发生故障后不能及时得到通知进行维修。因为人们的生活水平在逐步提高，自然的出行要求也越来越高，私家车的数
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
2012年底总里程已达到9万多公里超过美国，成为世界第一。但是伴随着高速公路的迅猛发展，在取得一定成就的同时也出现了许多的问题，这些问题如果的不到适时的处理将会引发更多的问题。
其中一个比较重要的问题就是如何实时采集高速公路上设备的运行信息，与设备正常的运行参数进行比较，防止一些设备发生故障后不能及时得到通知进行维修。因为人们的生活水平在逐步提高，自然的出行要求也越来越高，私家车的数量也在飞速增加，所以相应的高速路也要加速建设，那么对于高速路上的设施要求也在提高。现在高速路少则几百公里，动辄上千上万公里，所以对于高速路上设备的运行状况的实时了解就显得尤为重要。一旦设备发生什么故障，相关部分可以根据接收到的数据，派专门的维修人员到相应的地点进行维修，这样大大提高了运维效率，保障了设备可以在较短的时间内恢复正常运行。
1.2 课题研究的目的和意义
因为有些高速路段在很偏僻的地方，如果该路段发生问题，维修人员一般不能及时检测到问题所在，会花费很长的时间进行检查，等到检测到发生问题的路段，可能已经过去很长时间了，这就很容易造成事故得不到及时处理。因此设计高路公路设施运行信息采集系统的目的就是为了在设施发生问题的第一时间，可以安排维修人员到达现场进行处理，防止事故的发生。这样就大大缩减了维修人员的检测时间，可以在最短时间内到达现场进行修理，避免了不必要的人力物力的浪费。
1.3 国内外的研究现状
数据采集技术就是将采集到的模拟信号，转换成数字信号，然后再通过串口
保存在本地或者通过网络发送给远程的服务器端。随着信息化时代的到来，也推动了人类在信息采集技术上的发展，数据采集技术逐渐出现在大众面前，成为我们研究的重点，同时这些研究成果也给我们的生产和生活带来了很大的影响，为我们带来了许多便利。说到数据采集就不得不提到通信技术，我们所采集到的数据最后都需要通过各种方式传输到服务器端，否则我们采集的数据将没有意义。
1.3.1 国外研究现状
国外的数据采集技术的相比于国内来说已经很成熟，研制的采集器的功能也
很强大。而且国外还有许多的公司正在积极研制便携式的数据采集系统，具有代
表性的是：美国Fluke公司精心研制的Hydra系列便携式数据采集器，可以满足不
同的应用需要。
其实，很早国外数据采集产品就在我国出现了，按理应该会取得不错的相应，
因为当时国内这方面的产品应该很稀缺，但却没有达到预想的目标，很大程度上
是受其过高的价格和全英文的用户界面的限制。因为当时的中国，很多技术工人
文化程度都不高，他们操作机器大部分靠的都是经验，全英文的界面对于他们来
说完全用不惯。
1.3.2 国内研究现状
相比于国外，国内的数据采集技术虽然起步比较晚，但是发展速度并不慢。
我国的地震观测系统使用的就是TDE系列的，该系列的产品发展已经相当不错。
这几年以来，TDE系列又开发出了TDE-324C，这款产品的性能相比于之前的更
加强大。还有如北京和郑州的一些公司在便携式数据采集产品的研制上也取得了
一些成果，这些公司的产品在价格上占有很大的优势，但在性能上与国外的产品
相比差距还是很大的，主要有：
国内产品有的还在使用USB2.0时候，国外已经在用USB2.0和USB3.0了；
国内很多产品的功能不全，存储容量较小；
国内同类产品的数据采集精度、频率、分辨率以及数据的处理能力相较于国外的产品都有不小的差距，还有待进一步地提高。
1.4 未来发展趋势预测
现在数据采集技术已经发展的很好，未来的数据采集技术将朝着更高的目标前进。首先就是采集系统的容量越来越大，相应的采集器的体积却反而越来越小，单次数据采集的数据量也越来越多，数据传输更多的是使用无线网络，在保证数据高效、高速传输的同时依然能保证传输数据的安全性和完整性。未来通信技术的发展更多的是光通信，因为其通信容量大，保密性好，中继距离长，适应能力强等特点正在被广泛
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jsj/wljs/750.html
