基于WIFI無線傳感器網(wǎng)絡的軌道車輛檢測系統(tǒng)
發(fā)布時間：2021-06-11 18:13
隨著軌道交通事業(yè)全面布局的迅猛擴展,我國軌道交通已經(jīng)邁入“高速重載”的發(fā)展階段,在國民出行安全、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展以及綜合國力提升方面承擔重要戰(zhàn)略作用。為滿足軌道車輛在載貨重量、運輸安全、高速舒適協(xié)調共進的要求,需要進行多項檢測試驗對車輛運行性能進行評估。傳統(tǒng)的集中式有線車輛檢測系統(tǒng)存在線路連接復雜、難以及時響應異常、系統(tǒng)可靠性低的缺點。無線傳感器網(wǎng)絡技術的進一步發(fā)展和完善,以其智能化程度高、靈活易擴展、高可靠性的特征在眾多領域得到廣泛應用。本文針對傳統(tǒng)有線集中式軌道車輛檢測系統(tǒng)存在的問題,結合無線傳感器技術特點,對比常見無線通信技術的特點,提出將基于WIFI通信的無線傳感器網(wǎng)絡技術應用于軌道車輛檢測系統(tǒng)中。論文根據(jù)軌道車輛檢測的技術要求以及無線傳感器網(wǎng)絡的特性,設計基于WIFI無線傳感器網(wǎng)絡車輛檢測系統(tǒng)的總體框架結構,由無線傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點以及用戶控制平臺三個單元組成。無線傳感器節(jié)點以STM32為主控單元,采用88W8801無線WIFI芯片實現(xiàn)無線WIFI通信,完成采集模塊以及電源模塊等組成單元的硬件設計。移植LWIP協(xié)議棧實現(xiàn)嵌入式設備入網(wǎng),創(chuàng)建基于TCP/IP協(xié)議服務器完成節(jié)點主控...
【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
STM32系統(tǒng)組成框圖
（3）外圍總線接口88W8801 外圍總線單元（PBU）將多個低速外圍設備連接到設備的 CPU 總線，PBU為每個總線事務緩沖多達 8 個數(shù)據(jù)單元，并支持單脈沖和突發(fā)傳輸模式。（4）無線電射頻單元無線電射頻單元作為無線通信終端中都是重要的組成部分，射頻模塊的作用是在信號發(fā)送時將基帶信號進行調制后，通過天線發(fā)射出去，并且接收來自天線的信號采用放大濾波變頻到基帶進行相應的信號處理工作。在 Marvell 射頻模塊結構中，主要由低噪聲放大器，濾波器、以及增益放大器三個組成構成，88W8801 芯片的無線電單元工作在 2.4G 射頻段。（5）Host 接口通用接口為 SDIO 和 USB 兩種形式，用于將無線 WLAN 連接到主機處理器，本文采用的 BL-R8801MS1 無線 WIFI 模組，通過 SDIO 接口實現(xiàn) WIFI 模塊與主機 STM32之間的通信，可兼容 SPI 與 SDIO 兩種通信形式。
圖 4-4 無線 WIFI 芯片接口電路圖IO 總線上的通信通過傳送命令和數(shù)據(jù)實現(xiàn)，基本操作是命令/響應結構制下實現(xiàn)信息交換。SDIO 卡通過數(shù)據(jù)塊進行數(shù)據(jù)的讀取，每一個數(shù)據(jù)塊驗，由硬件自動處理以確保傳輸?shù)臏蚀_，數(shù)據(jù)塊的大小通過 SDIO_D設置，主機讀取數(shù)據(jù)時序圖如圖 4-5 所示，首先從機收到主機發(fā)來的命據(jù)塊通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送給主機。當發(fā)生多個讀數(shù)據(jù)塊操作時，從機將連主機，直至接到主機傳來的 STOP 命令時停止數(shù)據(jù)傳輸。命令 響crc 數(shù)據(jù)塊 crc主機至卡命令卡至主機響應數(shù)據(jù)塊Stop命令停止數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)停止操作IO_DCMD讀數(shù)據(jù)塊操作卡至主機的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)塊crc
【參考文獻】：
期刊論文
[1]短距離無線通信技術及其融合發(fā)現(xiàn)研究[J]. 宋強. 信息技術與信息化. 2019(01)
[2]基于藍牙的無線溫濕度采集系統(tǒng)的設計與分析[J]. 郭文義,李海軍,房佳佳,杜玲,田娜. 內蒙古大學學報(自然科學版). 2019(01)
[3]以太網(wǎng)與無線WIFI傳輸?shù)臋C車車輛檢測系統(tǒng)[J]. 白琳琳,吳學杰,毛偉成,魏永剛. 電子器件. 2018(06)
[4]短距離無線通信技術及其在儀器通信中的應用[J]. 和彥臣. 電子世界. 2018(18)
[5]無線傳感器網(wǎng)絡應用綜述[J]. 任志玲,張廣全,林冬,張鐘保,趙星. 傳感器與微系統(tǒng). 2018(03)
[6]WIFI傳輸與接入技術的發(fā)展研究[J]. 楊少蔚,張波. 信息與電腦(理論版). 2017(13)
[7]無線傳感器網(wǎng)絡抗毀性[J]. 李文鋒,符修文. 計算機學報. 2015(03)
[8]WIFI技術在校園局域網(wǎng)中的應用研究[J]. 蘇一東. 電子技術與軟件工程. 2014(10)
[9]基于AD7606的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計[J]. 陶海軍,張一鳴,曾志輝. 工礦自動化. 2013(12)
[10]我國鐵路客貨分線運輸發(fā)展研究[J]. 徐利民. 鐵道運輸與經(jīng)濟. 2012(11)
博士論文
[1]軌道交通系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測專用無線傳感網(wǎng)資源優(yōu)化配置方法研究[D]. 馬小平.北京交通大學 2018
[2]超寬帶無線通信與定位關鍵技術研究[D]. 熊海良.西安電子科技大學 2011
碩士論文
[1]基于WiFi無線網(wǎng)絡的車間工業(yè)參數(shù)管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 韓麗寧.山東大學 2018
[2]基于WIFI和多用戶組群的室內定位系統(tǒng)[D]. 王建林.西安電子科技大學 2017
[3]基于CC3200的數(shù)據(jù)采集無線傳輸系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 張耀峰.中北大學 2017
[4]基于WIFI的振動信號采集儀的研究與實現(xiàn)[D]. 邰雪鳳.天津工業(yè)大學 2017
[5]基于無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的和諧型機車運行參數(shù)檢測系統(tǒng)的研究[D]. 李小軍.西南交通大學 2015
[6]多通道多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計[D]. 石軍輝.中北大學 2015
[7]基于無線傳感器網(wǎng)絡的列車跟蹤研究[D]. 朱琎.蘭州交通大學 2013
[8]基于嵌入式的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 吳世玉.中北大學 2013
[9]串口轉WiFi/GPRS數(shù)據(jù)雙網(wǎng)模塊開發(fā)[D]. 張曉輝.西安科技大學 2011
[10]基于無線傳感網(wǎng)的鐵路危險品運輸在途監(jiān)測與節(jié)能技術的研究[D]. 劉四平.北京交通大學 2011
本文編號：3225035
【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
STM32系統(tǒng)組成框圖
（3）外圍總線接口88W8801 外圍總線單元（PBU）將多個低速外圍設備連接到設備的 CPU 總線，PBU為每個總線事務緩沖多達 8 個數(shù)據(jù)單元，并支持單脈沖和突發(fā)傳輸模式。（4）無線電射頻單元無線電射頻單元作為無線通信終端中都是重要的組成部分，射頻模塊的作用是在信號發(fā)送時將基帶信號進行調制后，通過天線發(fā)射出去，并且接收來自天線的信號采用放大濾波變頻到基帶進行相應的信號處理工作。在 Marvell 射頻模塊結構中，主要由低噪聲放大器，濾波器、以及增益放大器三個組成構成，88W8801 芯片的無線電單元工作在 2.4G 射頻段。（5）Host 接口通用接口為 SDIO 和 USB 兩種形式，用于將無線 WLAN 連接到主機處理器，本文采用的 BL-R8801MS1 無線 WIFI 模組，通過 SDIO 接口實現(xiàn) WIFI 模塊與主機 STM32之間的通信，可兼容 SPI 與 SDIO 兩種通信形式。
圖 4-4 無線 WIFI 芯片接口電路圖IO 總線上的通信通過傳送命令和數(shù)據(jù)實現(xiàn)，基本操作是命令/響應結構制下實現(xiàn)信息交換。SDIO 卡通過數(shù)據(jù)塊進行數(shù)據(jù)的讀取，每一個數(shù)據(jù)塊驗，由硬件自動處理以確保傳輸?shù)臏蚀_，數(shù)據(jù)塊的大小通過 SDIO_D設置，主機讀取數(shù)據(jù)時序圖如圖 4-5 所示，首先從機收到主機發(fā)來的命據(jù)塊通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送給主機。當發(fā)生多個讀數(shù)據(jù)塊操作時，從機將連主機，直至接到主機傳來的 STOP 命令時停止數(shù)據(jù)傳輸。命令 響crc 數(shù)據(jù)塊 crc主機至卡命令卡至主機響應數(shù)據(jù)塊Stop命令停止數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)停止操作IO_DCMD讀數(shù)據(jù)塊操作卡至主機的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)塊crc
【參考文獻】：
期刊論文
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[5]無線傳感器網(wǎng)絡應用綜述[J]. 任志玲,張廣全,林冬,張鐘保,趙星. 傳感器與微系統(tǒng). 2018(03)
[6]WIFI傳輸與接入技術的發(fā)展研究[J]. 楊少蔚,張波. 信息與電腦(理論版). 2017(13)
[7]無線傳感器網(wǎng)絡抗毀性[J]. 李文鋒,符修文. 計算機學報. 2015(03)
[8]WIFI技術在校園局域網(wǎng)中的應用研究[J]. 蘇一東. 電子技術與軟件工程. 2014(10)
[9]基于AD7606的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計[J]. 陶海軍,張一鳴,曾志輝. 工礦自動化. 2013(12)
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博士論文
[1]軌道交通系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測專用無線傳感網(wǎng)資源優(yōu)化配置方法研究[D]. 馬小平.北京交通大學 2018
[2]超寬帶無線通信與定位關鍵技術研究[D]. 熊海良.西安電子科技大學 2011
碩士論文
[1]基于WiFi無線網(wǎng)絡的車間工業(yè)參數(shù)管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 韓麗寧.山東大學 2018
[2]基于WIFI和多用戶組群的室內定位系統(tǒng)[D]. 王建林.西安電子科技大學 2017
[3]基于CC3200的數(shù)據(jù)采集無線傳輸系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 張耀峰.中北大學 2017
[4]基于WIFI的振動信號采集儀的研究與實現(xiàn)[D]. 邰雪鳳.天津工業(yè)大學 2017
[5]基于無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的和諧型機車運行參數(shù)檢測系統(tǒng)的研究[D]. 李小軍.西南交通大學 2015
[6]多通道多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計[D]. 石軍輝.中北大學 2015
[7]基于無線傳感器網(wǎng)絡的列車跟蹤研究[D]. 朱琎.蘭州交通大學 2013
[8]基于嵌入式的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 吳世玉.中北大學 2013
[9]串口轉WiFi/GPRS數(shù)據(jù)雙網(wǎng)模塊開發(fā)[D]. 張曉輝.西安科技大學 2011
[10]基于無線傳感網(wǎng)的鐵路危險品運輸在途監(jiān)測與節(jié)能技術的研究[D]. 劉四平.北京交通大學 2011
本文編號：3225035
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