基于物联网道钉的港口货运场站车辆全感知技术研究

发布时间：2020-05-06 19:48

【摘要】：港口货运场站的高效运作离不开各组件之间的协调一致。确定货运车辆的位置分布可以极大地提高场站的货运效率,提高经济效益。本文主要研究设计了一种车辆位置感知系统,通过多断面的监控和道钉侧/服务器侧算法,实现场站的全方位车辆感知。相比传统的车辆位置感知方式,本系统可以实现车辆端的零工作量,无需在车辆端配备任何设备。本文设计完成了整个车辆感知系统,对系统的软硬件进行了设计。硬件设计针对的是物联网道钉,包括电源管理单元设计、微控制器单元设计、太阳能充电单元设计、窄带物联网(NB-IOT)通信单元设计和地磁传感器单元设计,设计包括选型和电路设计。在软件方面,设计完成了道钉侧的运行程序,可以实现低功耗状态下的数据采集分析和上传,本文着重讲解了低功耗程序和数据传输功能的程序。为实现准确的车辆位置感知,本文提出了道钉侧/服务器侧算法,道钉侧使用自适应基值的状态机判别算法,服务器侧使用数据融合判别策略。在制定合适的算法之前,本文对地磁原始数据进行了采集和研究,分析了港口场区地磁信号的特点,确定了最优化的道钉地磁采样率,明确了车辆道钉之间距离和磁场强度的关系,为道钉侧/服务器侧算法研究做前期准备。道钉侧/服务器侧算法通过两侧的综合判断,提高了检测准确性,具备较好的灵活性。道钉侧算法的自适应基值可以使算法有较好的环境适应性,状态机的引入可以增强算法的鲁棒性。服务器侧算法对道钉侧上发的数据做融合分析,可以修正可疑数据,剔除冗余数据,提高了检测准确性。测试了整个车辆位置感知系统,包括软硬件的性能和道钉侧/服务器侧算法的有效性。实际测试验证了系统可以可靠运行,符合实际港口场站的工作需求。
【图文】：

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文磁检测器，车辆与地磁检测器的距离较小，偶极子模型不再测的主要方法是特征分析类的方法或者统计学方法[30]。在码知场景中，会涉及动态与静态的磁场检测，检测难度比一般表面磁场是长期稳定的，当有铁磁物质存在，会对地磁场产的地磁场感应设备都是基于稳定磁场的特性开发设计的。地也是利用地磁场的稳定性特点，同时结合车辆对地磁场会产。车辆本身含铁量较高，会与地磁场相互作用。利用低磁性车辆对地磁场的影响。在简化的模型中，我们知道磁场大小关，包括车辆与检测器的空间位置关系、车辆的磁矩。实际的磁场大小是车辆各部分的综合影响，车辆的各部分磁矩是间位置也是不定的，，如图 2-4 所示。因为磁检测器检测到的数映了车辆的特征及空间位置，所以利用地磁检测器可以判断车辆的位置。

图 2-5 NB-IOT 部署方式B-IOT 的详细网络结构如图 2-6 所示。核心网由 MME、SGW、P等网元构成。SCEF 是为了 NB-IOT 而新引入的部分，它用于在控 IP 类型的数据包，同时可为鉴权等网络服务提供抽象接口。图 2-6 NB-IOT 详细网络拓扑B-IOT 有三种工作状态，三种工作状态分别是连接态（connected）le）和节能态（PSM）。当 NB 模块注册入网后，模块处于可以发的状态，此状态便是连接态，数据发送接收完成后会启用“不活
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.5;TP391.44;U691

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本文编号：2651775