信盈達實習報告修改版

...wd......wd......wd...河南工程學院課程設計基于GPRS的物流安全遠程監(jiān)控系統(tǒng)學生姓名：趙浩〔201410713149〕學院：電氣信息工程學院專業(yè)班級：通信工程1441班專業(yè)課程：嵌入式電子系統(tǒng)課程設計指導教師：王剛2018年1月5日課程設計成績評定標準及成績序號評審工程指標總分值評分1工作態(tài)度遵守紀律，學習認真；作風嚴謹，踏實肯干。5分2工作量按期圓滿完成規(guī)定的任務，難易程度和工作量符合要求。20分3出勤情況全勤：得10分10分有遲到、早退、請假現(xiàn)象：得8分曠課1天：得5分曠課2天：得2分曠課超過2天：得0分4設計、實驗方案能靈活運用相關專業(yè)知識，有較強的創(chuàng)新意識，有獨特見解，設計有一定應用價值。30分5實驗技能動手能力強，能獨立完成安裝、調試等實際操作，能解決設計及實驗過程中出現(xiàn)的問題。10分6小組表現(xiàn)注重團隊合作，在小組中表現(xiàn)突出，對設計方案的制定及選取起主要作用，在實驗操作過程中，承當主要執(zhí)行者。5分7設計報告質量報告構造嚴謹合理；文理通順，技術用語準確，符合標準；圖表完備、正確，繪圖準確、符合國家標準；。20分合計評語：等級：〔優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格〕評閱人：職稱：日期：年月日目錄摘要1第1章實習目的與要求21.1GPIO口的作用〔第一天〕21.2USART工作原理〔第二天〕21.3LCD屏原理〔第三天〕21.4溫濕度〔DHT11〕驅動原理〔第四天〕21.5GSM模塊和相關指令〔第五天〕21.6C#根本語法〔第六天〕21.7制作登錄界面、注冊界面〔第七天〕31.8制作上位機界面〔第八天〕31.9SOCKET通信類的原理〔第九天〕3第二章設計背景42.1課題研究的背景42.2國內外研究現(xiàn)狀4第3章63.1.1GPIO的作用63.1.2通用I/O(GPIO)73.2USART工作原理73.2.1USART功能概述83.2.2異步串行通信的字符格式：93.3LCD屏工作原理93.3.1所運用軟件93.3.2TFT-LCD簡介93.4溫濕度〔DHT11〕驅動原理103.4.1溫濕度傳感器的設計目的以及意義。103.5GSM模塊原理和相關指令103.5.1GSM工作原理：103.5.2GSM模塊的特點103.6C#根本語法103.6.1其中循環(huán)語句有：for，while，dowhile三種。113.6.2條件語句113.7.1窗體控件113.8制作上位機頁面113.9socket工作原理11第4章調制與測試124.1.1LED點亮實驗：124.1.2流水燈實驗一：124.2STM32GSM模塊實訓階段124.3窗口登錄頁面124.4上位機頁面制作12第5章實習心得14摘要近幾年來，隨著科學技術開展的日新月異，和計算機科技的快速開展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)的快速普及，互聯(lián)網(wǎng)在人類活動中也越來越嚴密聯(lián)系，尤其是對于工業(yè)控制和信息電器領域中同樣有著越來越重要的應用。同時計算機，通訊，消費電子三合一的快速開展，數(shù)字化時代已經(jīng)到來。無線傳輸系統(tǒng)利用GSM/GPRS.CDMA等移動網(wǎng)絡資源，采用無線傳播煤質，具有傳輸速率快、網(wǎng)絡覆蓋率高等特點。而嵌入式接入設備是數(shù)字化時代的一大主流標志，形態(tài)各異的計算機，通訊，消費電子三合一產(chǎn)品也將是網(wǎng)絡接入設備的一大主流。21世紀，全球掀起了物聯(lián)網(wǎng)研究的熱潮。物聯(lián)網(wǎng)(TheInternetofthings)I原本只是由國際電信聯(lián)盟提出的-一項新技術的概念，但在2009年美國在IBM的建議下，將物聯(lián)網(wǎng)正式引入美國國家戰(zhàn)略，物聯(lián)網(wǎng)一時成為因內外研究的熱點。歐盟、日韓、中國等紛紛跟進，將物聯(lián)網(wǎng)作為各自信息產(chǎn)業(yè)領域的國家級戰(zhàn)略，物聯(lián)網(wǎng)也有望成為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次革命。2010年我[兩會期間，物聯(lián)網(wǎng)被寫入政府工作報告，被確定為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)計算機GSM第1章實習目的與要求通過實習提高自己的對社會的認知能力，同時理論聯(lián)系實際，讓自己迅速適應社會，跟上新興產(chǎn)業(yè)前進的快速步伐。通過理論與實際的結合、學校與社會的溝通，進一步提高學生的思想覺悟、業(yè)務水平，尤其是觀察、分析和解決問題的實際工作能力，以便培養(yǎng)自己成為能夠主動適應社會主義現(xiàn)代化建設需要的高素質的復合型人才。1.1GPIO口的作用〔第一天〕主要工作：GPIO的作用/使用流程以及相關手冊介紹。實現(xiàn)點亮LED燈、流水燈、呼吸燈。1.2USART工作原理〔第二天〕主要工作：USART工作原理、使用方法以及配置方法，實現(xiàn)回顯功能。1.3LCD屏原理〔第三天〕主要工作：LCD屏工作原理、使用方法、色彩顯示原理、實現(xiàn)屏幕顯示圖形、文字、圖片等功能。1.4溫濕度〔DHT11〕驅動原理〔第四天〕主要工作：實現(xiàn)采集環(huán)境的溫濕度數(shù)據(jù)，并且在LCD屏幕上顯示數(shù)據(jù)。1.5GSM模塊和相關指令〔第五天〕主要工作：實現(xiàn)通過串口助手通過GSM模塊打、發(fā)短信等，采集溫濕度數(shù)據(jù)通過GSM模塊發(fā)送到服務器。1.6C#根本語法〔第六天〕主要工作：C語言根本語法中數(shù)據(jù)類型、條件語句、循環(huán)語句、類，類的兩大特征：封裝性、繼承性。1.7制作登錄界面、注冊界面〔第七天〕主要工作：制作登錄界面、注冊界面、日記本界面，以及相關的屬性。1.8制作上位機界面〔第八天〕主要工作：搭建上位機界面，為后續(xù)與云服務通信做準備。1.9SOCKET通信類的原理〔第九天〕主要工作：研究實現(xiàn)通信的類、實現(xiàn)通信的代碼、實現(xiàn)與云服務通信的代碼。第二章設計背景2.1課題研究的背景近幾年來，隨著科學技術開展的日新月異，和計算機科技的快速開展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)的快速普及，互聯(lián)網(wǎng)在人類活動中也越來越嚴密聯(lián)系，尤其是對于工業(yè)控制和信息電器領域中同樣有著越來越重要的應用。同時計算機，通訊，消費電子三合一的快速開展，數(shù)字化時代已經(jīng)到來。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，物聯(lián)網(wǎng)也應運而生。21世紀，全球掀起了物聯(lián)網(wǎng)研究的熱潮。物聯(lián)網(wǎng)(TheInternetofthings)I原本只是由國際電信聯(lián)盟提出的-一項新技術的概念，但在2009年美國在IBM的建議下，將物聯(lián)網(wǎng)正式引入美國國家戰(zhàn)略，物聯(lián)網(wǎng)一時成為因內外研究的熱點。歐盟、日韓、中國等紛紛跟進，將物聯(lián)網(wǎng)作為各自信息產(chǎn)業(yè)領域的國家級戰(zhàn)略，物聯(lián)網(wǎng)也有望成為繼計算機、物聯(lián)網(wǎng)在很大程度上改善了人們的生活質量，也在無形中改變了人們的生活方式。在物聯(lián)網(wǎng)的諸多應用中，遠程監(jiān)控技術的研究面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。隨著通技術與電子信息技術的開展，遠程監(jiān)控具有方便、快捷、可遠程遙控、監(jiān)控信息含量大等特點，它被廣泛的應用于很多重要的場合用來作為安全監(jiān)控的一個重要手段。在監(jiān)控的很多特殊情況中，由于受到現(xiàn)場條件的種種限制，監(jiān)測人員很難直接進入監(jiān)控點進展觀測，這就需要借助能夠適應各種復雜環(huán)境的電子設備進展監(jiān)測工作。傳統(tǒng)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)大多數(shù)采用的是由嵌入式單片機構成的數(shù)據(jù)采集處理模塊和PC終端構成的有線系統(tǒng)。以上種種弊端大大限制了傳統(tǒng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的應用場合。而現(xiàn)有的遠程監(jiān)測系統(tǒng)采用無線傳輸系統(tǒng)提供的新型無線數(shù)據(jù)傳輸方式。無線傳輸系統(tǒng)利用GSM/GPRS.CDMA等移動網(wǎng)絡資源，采用無線傳播煤質，具有傳輸速率快、網(wǎng)絡覆蓋率高等特點。無線傳輸系統(tǒng)擁有廣泛的適用性，特別適用于遠程遙感遙控、遠程維護等應用領域。無線遠程傳輸系統(tǒng)大多利用由嵌入式單片機和智能傳感器組成的數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊，2.2國內外研究現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)在我國的應用最早開場在1999年的無線傳感器網(wǎng)絡的相關研究，在通信協(xié)議、智能計算和協(xié)同處理等領域組織開展了一系列的技術攻關,在短路離無線通信.ISO/EC物聯(lián)網(wǎng)體系架構標準研究等方面已實現(xiàn)局部突破，為今后的產(chǎn)業(yè)開展奠定了根基。2009

年8月7

日，在視察太湖國際科技園的中科院無錫高新微納傳感網(wǎng)工L程技術研發(fā)中心時，溫家寶總理指出，要在劇烈的競爭中，迅速建設起中國的傳感信息中心，大力開展物聯(lián)網(wǎng)。11月，國務院正式批復無錫成立國家傳感網(wǎng)創(chuàng)新示范園區(qū)，這標志著國家傳感信息中心正式成立。中國電子科技集團、中國科學院、東南大學、北京大學、北京郵電大學等一批國內知名高校和機構，中國移動、中國電信、中國聯(lián)通、困家電網(wǎng)、廣電集團等知名企業(yè)紛紛設立物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)機構，共同攻關物聯(lián)網(wǎng)核心關鍵技術。在國外高度開展的現(xiàn)代工業(yè)中，現(xiàn)代監(jiān)控技術向數(shù)字化、信息化方向開展已成為必然開展趨勢，而監(jiān)控系統(tǒng)的最前端就是傳感器，它是整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心局部，被世界各國列為尖端技術。特別是近幾年來快速開展的物聯(lián)網(wǎng)技術，為傳感器技術的開展提供了大量的機遇。2011年11月，德國傳感器技術系會(AMA)

在上海舉行了名為“創(chuàng)新傳感與測量系統(tǒng)〞的研討會，會議提出傳感器技術的開展直接影響物聯(lián)網(wǎng)開展的成敗。公認的物聯(lián)網(wǎng)具有三個層面:

感知層、傳輸層和應用層。作為物聯(lián)網(wǎng)的典型應用，遠程監(jiān)控系統(tǒng)在感知層往往需要大量的智能傳感器用于采集實時數(shù)據(jù)。環(huán)境監(jiān)測一般需要覆蓋很大區(qū)域，因此通常需要大量傳感器節(jié)點構成監(jiān)控網(wǎng)，通過各種智能傳感器采集溫度、濕度和氣壓等信息，用以幫助環(huán)境監(jiān)測用戶及時發(fā)現(xiàn)問題，準確地對發(fā)生問題的位置進展定位，這樣的環(huán)境監(jiān)測手段將有可能變?yōu)樽詣踊⒅悄芑?、遠程實時監(jiān)控問。Intel

伯克利實驗室的科研人員就開展了這方面的研究,在GreatDuck島嶼，他們利用無線傳感器研究島上鳥類的生態(tài)環(huán)境和生活習性。傳感器采集氣壓、溫、濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過無線的方式回傳至監(jiān)控中心，這樣科研人員就可以在不打攪島上鳥類正常生活的情況下對其周邊環(huán)境進展監(jiān)視活動。國內很多科研機構也開展了相關的研究工作，東南大學開發(fā)了基Zigbee

技術的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)同，北京林業(yè)大學也針對森林環(huán)境研發(fā)了一套遠程森林火警監(jiān)控系統(tǒng)。第3章3.1.1GPIO的作用每個GPI/O端口有兩個32位配置存放器(GPIOx_CRL，GPIOx_CRH)，兩個32位數(shù)據(jù)存放器(GPIOx_IDR和GPIOx_ODR)，一個32位置位/復位存放器(GPIOx_BSRR)，一個16位復位存放器(GPIOx_BRR)和一個32位鎖定存放器(GPIOx_LCKR)。根據(jù)數(shù)據(jù)手冊中列出的每個I/O端口的特定硬件特征，GPIO端口的每個位可以由軟件分別配置成多種模式。─輸入浮空─輸入上拉─輸入下拉─模擬輸入─開漏輸出─推挽式輸出─推挽式復用功能─開漏復用功能每個I/O端口位可以自由編程，然而I/0端口存放器必須按32位字被訪問(不允許半字或字節(jié)訪問)。GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR存放器允許對任何GPIO存放器的讀/更改的獨立訪問；這樣，在讀和更改訪問之間產(chǎn)生IRQ時不會發(fā)生危險。以下列圖給出了一個I/O端口位的根本構造。I/O端口位的根本構造5伏兼容I/O端口位的根本構造(1)VDD_FT對5伏容忍I/O腳是特殊的，它與VDD不同端口位配置表3.1.2通用I/O(GPIO)復位期間和剛復位后，復用功能未開啟，I/O端口被配置成浮空輸入模式(CNFx[1:0]=01b，MODEx[1:0]=00b)。復位后，JTAG引腳被置于輸入上拉或下拉模式：─PA15：JTDI置于上拉模式─PA14：JTCK置于下拉模式─PA13：JTMS置于上拉模式─PB4：JNTRST置于上拉模式3.2USART工作原理USART介紹

通用同步異步收發(fā)器(USART)提供了一種靈活的方法與使用工業(yè)標準NRZ異步串行數(shù)據(jù)格式的外部設備之間進展全雙工數(shù)據(jù)交換。USART利用分數(shù)波特率發(fā)生器提供寬范圍的波特率選擇。它支持同步單向通信和半雙工單線通信，也支持LIN(局部互連網(wǎng))，智能卡協(xié)議和IrDA(紅外數(shù)據(jù)組織)SIR

ENDEC標準，以及調制解調器(CTS/RTS)

操作。它還允許多處理器通信。使用多緩沖器配置的DMA方式，可以實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信。3.2.1USART功能概述接口通過三個引腳與其他設備連接在一起。任何USART雙向通信至少需要兩個腳:接收數(shù)據(jù)輸入(RX)和發(fā)送數(shù)據(jù)輸出(TX)。RX:按收數(shù)據(jù)串行輸入。通過采樣技術來區(qū)別數(shù)據(jù)和噪音，從而恢復數(shù)據(jù)。TX:發(fā)送數(shù)據(jù)輸出。當發(fā)送器被制止時，輸出引腳恢復到它的I/0端口配置。當發(fā)送器被激活，并且不發(fā)送數(shù)據(jù)時，TX引腳處于高電平。在單線和智能卡模式里，此I/0口被同時用于數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收?？偩€在發(fā)送或接收前應處于空閑狀態(tài)一個起始位個數(shù)據(jù)字(8或9位)，最低有效位在前1或2個的停頓位，由此說明數(shù)據(jù)幀的完畢使用分數(shù)波特率發(fā)生器一一12位整數(shù)和4位小數(shù)的表示方法。一個狀態(tài)存放器(USART_SR)數(shù)據(jù)存放器(USARTDR)一個波特率存放器(USART_BRR),12位的整數(shù)和4位小數(shù)一個智能卡模式下的保護時間存放器(USARTGTPR)IrDA_RDI:IrDA模式下的數(shù)據(jù)輸入。TrDATDO:IrDA模式下的數(shù)據(jù)輸出。nCTS:去除發(fā)送，假設是高電平，在當前數(shù)據(jù)傳輸完畢時阻斷下一次的數(shù)據(jù)發(fā)送。nRTS:發(fā)送請求，假設是低電平，說明USART準備好接收數(shù)據(jù)。3.2.2異步串行通信的字符格式：3.3LCD屏工作原理3.3.1所運用軟件為：keilμvison5取字模軟件zimo221彩色圖像轉換軟件Image2LCD_29。3.3.2TFT-LCD簡介TFT-LCD即薄膜晶體管液晶顯示器。其英文全稱為：ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay。TFT-LCD與無源TN-LCD、STN-LCD的簡單矩陣不同，它在液晶顯示屏的每一個象素上都設置有一個薄膜晶體管〔TFT〕，可有效地抑制非選通時的串擾，使顯示液晶屏的靜態(tài)特性與掃描線數(shù)無關，因此大大提高了圖像質量。TFT-LCD也被叫做真彩液晶顯示器。ALIENTEKTFTLCD模塊，該模塊有如下特點：1，2.4’/2.8’兩種大小的屏幕可選。2，320×240的分辨率。3，16位真彩顯示。4，自帶觸摸屏，可以用來作為控制輸入。5，通用的接口，除了ALIENTEKMiniSTM32開發(fā)板，該液晶模塊還可以使用在優(yōu)異特、STMSKY、紅牛等開發(fā)板上。本節(jié)，我們以2.8寸的ALIENTEKTFTLCD模塊為例介紹，該模塊采用的是顯尚光電的DST2001PHTFTLCD，DST2001PH的控制器為ILI9320，采用26萬色的TFTLCD屏，分辨率為320×240，采用16位的80并口。3.4溫濕度〔DHT11〕驅動原理3.4.1溫濕度傳感器的設計目的以及意義。溫濕度的檢測與控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中比擬典型的應用之一，隨著傳感器在生產(chǎn)和生活中的更加廣泛的應用。在生產(chǎn)中，溫濕度的上下對產(chǎn)品的質量影響很大。由于溫濕度的檢測控制不當，可能使我們導致無法估計的經(jīng)濟損失。為保證日常工作的順利進展，首要問題是加強生產(chǎn)車間內溫度與濕度的監(jiān)測工作，但傳統(tǒng)的方法過于粗糙，通過人工進展檢測，對不符合溫度和濕度要求的庫房進展通風、去濕和降溫等工作。這種人工測試方法費時費力、效率低，且測試的溫度及濕度誤差大，隨機性大。目前，在低溫條件下(通常指100℃以下)，溫濕度的測量已經(jīng)相對成熟。利用新型單總線式數(shù)字溫度傳感器實現(xiàn)對溫度的測試與控制得到更快的開發(fā)。但人們對它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、學習、生活提供更好的更方便的設施就需要從數(shù)字單片機技術入手，一切向著數(shù)字化，智能化控制方向開展。3.5GSM模塊原理和相關指令3.5.1GSM工作原理：GSM是一個蜂窩網(wǎng)絡，也就是說移動要連接到它能搜索到的最近的蜂窩單元區(qū)域。GSM網(wǎng)絡運行在多個不同的無線電頻率上。GSM網(wǎng)絡一共有4種不同的蜂窩單元尺寸：巨蜂窩，微蜂窩，微微蜂窩和傘蜂窩。覆蓋面積因不同的環(huán)境而不同。巨蜂窩可以被看作那種基站天線安裝在天線桿或者建筑物頂上那種。微蜂窩則是那些天線高度低于平均建筑高度的那些，一般用于市區(qū)內。微微蜂窩則是那種很小的蜂窩只覆蓋幾十米的范圍，主要用于室內。傘蜂窩則是用于覆蓋更小的蜂窩網(wǎng)的盲區(qū)，填補蜂窩之間的信號空白區(qū)域。3.5.2GSM模塊的特點華為的gtm900b無線模塊。該模塊是一款雙頻900/1800mhz高度集成的段gsm/gprs無線模塊。它是一個在聲音和數(shù)據(jù)通訊上通用的GSM雙頻終端產(chǎn)品。3.6C#根本語法包括：數(shù)據(jù)類型、條件語句、循環(huán)語句、類；3.6.1其中循環(huán)語句有：for，while，dowhile三種。其中dowhile和while的區(qū)別：dowhile先執(zhí)行一次再判定是否成立，while語句先判斷是否成立再執(zhí)行語句。3.6.2條件語句If語句，switch語句。If語句有三種：if語句，ifelse語句，ififelseif多分支語句。3.7制作登錄頁面、注冊頁面3.7.1窗體控件ActiveServerPages+(ASP+)框架，也稱為Web窗體，可用來創(chuàng)立可編程的網(wǎng)頁，以便將它們作為總體Web應用程序的組成局部。Web窗體在以下方面簡化了Web應用程序的開發(fā)：在服務器上提供了基于事件的編程模式，這類似于像MicrosoftVisualBasic®開發(fā)系統(tǒng)這樣的基于Microsoft®Win32®的開發(fā)工具中所使用的、基于表單的開發(fā)模式。3.8制作上位機頁面上位機是指可以直接發(fā)出操控命令的計算機，一般是PC/hostcomputer/mastercomputer/uppercomputer,屏幕上顯示各種信號變化〔液壓，水位，溫度等〕。下位機是直接控制設備獲取設備狀況的計算機，上位機發(fā)出的命令首先給下位機，下位機再根據(jù)此命令解釋成相應時序信號直接控制相應設備。下位機不時讀取設備狀態(tài)數(shù)據(jù)〔一般為模擬量〕，轉換成數(shù)字信號反響給上位機。簡言之如此，實際情況千差萬別，但萬變不離其宗：上下位機都需要編程，都有專門的開發(fā)系統(tǒng)。在概念上，控制者和提供服務者是上位機，被控制者和被服務者是下位機，也可以理解為主機和從機的關系，但上位機和下位機是可以轉換的3.9socket工作原理socket就是在不同計算機之間進展通信的一個抽象。他工作于TCP/IP協(xié)議中應用層和傳輸層之間的一個抽象。socket保證了不同計算機之間的通信，也就是網(wǎng)絡通信。對于網(wǎng)站，通信模型是客戶端服務器之間的通信。兩個端都建設一個socket對象，然后通過socket對象對數(shù)據(jù)進展傳輸。第4章調制與測試4.1.1LED點亮實驗：使用GPIO的知識，基于無限循環(huán)架構的嵌入式應用程序，點亮開發(fā)板上綠色LED和紅色LED；4.1.2流水燈實驗一：使用GPIO和延時循環(huán)，基于無限循環(huán)架構的嵌入式應用程序，使開發(fā)板上的綠色LED和紅色LED先后輪流閃爍；4.2STM32GSM模塊實訓階段使用GSM模塊打出去一個。使用GPRS網(wǎng)絡將讀取到的溫濕度上傳至服務器4.3窗口登錄頁面4.4上位機頁面制作使用VC6.0，翻開上圖的CxImgLib.dsw。并且右鍵選擇demo工程，設置為活開工程設置編譯選項為Win32Debug〔要不然編譯會出現(xiàn)一些奇葩錯誤〕。設置編譯選項好后，點擊組建〔build〕，〔就是跟感慨號相鄰的那個〕。人品不錯的話，下方提示會出現(xiàn)以下兩個蛋〔0錯誤，0警告〕，點擊demo運行。繼續(xù)往下操作?，F(xiàn)在準備新建自己的工程。選擇工程==》添加到工程==》新建選擇工程選擇MFC工程，輸入工程名稱為MySoftWare。選擇添加到當前工作空間。選擇