基于FPGA和无线传感器网络的水质监测系统研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-14页 |
| 1.1 课题研究的背景 | 第9页 |
| 1.2 国内外水质监测的研究现状 | 第9-12页 |
| 1.2.1 国外水质监测研究现状 | 第9-10页 |
| 1.2.2 国内水质监测研究现状 | 第10-12页 |
| 1.3 课题研究的目的及意义 | 第12页 |
| 1.4 论文的主要内容和结构安排 | 第12-14页 |
| 第2章 系统关键技术介绍 | 第14-28页 |
| 2.1 无线传感器网络 | 第14-17页 |
| 2.1.1 无线传感器网络概述 | 第14页 |
| 2.1.2 网络结构 | 第14-15页 |
| 2.1.3 无线传感器网络的特点 | 第15-16页 |
| 2.1.4 应用领域 | 第16-17页 |
| 2.2 FPGA 简介 | 第17-19页 |
| 2.3 SOPC 技术 | 第19-23页 |
| 2.3.1 SOPC 技术概述 | 第19-21页 |
| 2.3.2 NiosII 软核处理器 | 第21-22页 |
| 2.3.3 Avalon 总线 | 第22-23页 |
| 2.4 系统开发工具 | 第23-28页 |
| 2.4.1 QuartusII | 第24页 |
| 2.4.2 SOPC Builder | 第24-26页 |
| 2.4.3 NiosII IDE | 第26-28页 |
| 第3章 水质监测系统硬件设计 | 第28-44页 |
| 3.1 节点设计要求 | 第28页 |
| 3.2 节点硬件结构设计 | 第28-29页 |
| 3.3 处理器模块设计 | 第29-32页 |
| 3.3.1 处理器型号选择 | 第29-30页 |
| 3.3.2 芯片的特性 | 第30-31页 |
| 3.3.3 配置电路 | 第31-32页 |
| 3.4 串口通信电路 | 第32-33页 |
| 3.5 传感器模块设计 | 第33-37页 |
| 3.5.1 温度传感器 | 第33-34页 |
| 3.5.2 pH 传感器 | 第34-35页 |
| 3.5.3 电导率的测量 | 第35-36页 |
| 3.5.4 多路开关的设计 | 第36-37页 |
| 3.6 无线通信模块设计 | 第37-43页 |
| 3.6.1 芯片选型 | 第37-38页 |
| 3.6.2 CC1100 引脚图 | 第38-40页 |
| 3.6.3 外围电路 | 第40-41页 |
| 3.6.4 天线的选择 | 第41-42页 |
| 3.6.5 CC1100 与处理器连接 | 第42-43页 |
| 3.7 电源模块设计 | 第43-44页 |
| 第4章 片上系统硬件设计 | 第44-56页 |
| 4.1 SOPC 最小系统的构建 | 第44-46页 |
| 4.1.1 NiosII 软核的添加 | 第44-45页 |
| 4.1.2 存储器模块的添加 | 第45-46页 |
| 4.1.3 添加 System ID | 第46页 |
| 4.1.4 添加 JTAG UART | 第46页 |
| 4.2 串口通讯模块的添加 | 第46-47页 |
| 4.3 A/D 控制 IP 核的定制 | 第47-51页 |
| 4.3.1 模块源代码编写 | 第47-50页 |
| 4.3.2 组件封装 | 第50-51页 |
| 4.3.3 组件的集成 | 第51页 |
| 4.4 SPI 核的添加 | 第51-53页 |
| 4.5 片上系统的构建 | 第53-54页 |
| 4.6 PLL 组件的添加 | 第54页 |
| 4.7 系统综合 | 第54-56页 |
| 第5章 系统软件设计 | 第56-73页 |
| 5.1 节点系统软件设计 | 第56-64页 |
| 5.1.1 数据采集程序设计 | 第56-57页 |
| 5.1.2 射频通信程序设计 | 第57-62页 |
| 5.1.3 串口通讯程序设计 | 第62-64页 |
| 5.2 无线传感器网络的组建 | 第64-71页 |
| 5.2.1 ZigBee 设备的分类 | 第66页 |
| 5.2.2 网络拓扑结构的选择 | 第66-68页 |
| 5.2.3 网络协调器节点程序 | 第68-69页 |
| 5.2.4 路由器节点程序 | 第69-70页 |
| 5.2.5 终端节点程序 | 第70-71页 |
| 5.3 上位机界面设计 | 第71-73页 |
| 第6章 结论和展望 | 第73-75页 |
| 6.1 结论 | 第73页 |
| 6.2 展望 | 第73-75页 |
| 致谢 | 第75-76页 |
| 参考文献 | 第76-79页 |
