基于WIFI无线传感器网络的轨道车辆检测系统
发布时间：2021-06-11 18:13
随着轨道交通事业全面布局的迅猛扩展,我国轨道交通已经迈入“高速重载”的发展阶段,在国民出行安全、区域经济发展以及综合国力提升方面承担重要战略作用。为满足轨道车辆在载货重量、运输安全、高速舒适协调共进的要求,需要进行多项检测试验对车辆运行性能进行评估。传统的集中式有线车辆检测系统存在线路连接复杂、难以及时响应异常、系统可靠性低的缺点。无线传感器网络技术的进一步发展和完善,以其智能化程度高、灵活易扩展、高可靠性的特征在众多领域得到广泛应用。本文针对传统有线集中式轨道车辆检测系统存在的问题,结合无线传感器技术特点,对比常见无线通信技术的特点,提出将基于WIFI通信的无线传感器网络技术应用于轨道车辆检测系统中。论文根据轨道车辆检测的技术要求以及无线传感器网络的特性,设计基于WIFI无线传感器网络车辆检测系统的总体框架结构,由无线传感器节点、汇聚节点以及用户控制平台三个单元组成。无线传感器节点以STM32为主控单元,采用88W8801无线WIFI芯片实现无线WIFI通信,完成采集模块以及电源模块等组成单元的硬件设计。移植LWIP协议栈实现嵌入式设备入网,创建基于TCP/IP协议服务器完成节点主控...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
STM32系统组成框图
（3）外围总线接口88W8801 外围总线单元（PBU）将多个低速外围设备连接到设备的 CPU 总线，PBU为每个总线事务缓冲多达 8 个数据单元，并支持单脉冲和突发传输模式。（4）无线电射频单元无线电射频单元作为无线通信终端中都是重要的组成部分，射频模块的作用是在信号发送时将基带信号进行调制后，通过天线发射出去，并且接收来自天线的信号采用放大滤波变频到基带进行相应的信号处理工作。在 Marvell 射频模块结构中，主要由低噪声放大器，滤波器、以及增益放大器三个组成构成，88W8801 芯片的无线电单元工作在 2.4G 射频段。（5）Host 接口通用接口为 SDIO 和 USB 两种形式，用于将无线 WLAN 连接到主机处理器，本文采用的 BL-R8801MS1 无线 WIFI 模组，通过 SDIO 接口实现 WIFI 模块与主机 STM32之间的通信，可兼容 SPI 与 SDIO 两种通信形式。
图 4-4 无线 WIFI 芯片接口电路图IO 总线上的通信通过传送命令和数据实现，基本操作是命令/响应结构制下实现信息交换。SDIO 卡通过数据块进行数据的读取，每一个数据块验，由硬件自动处理以确保传输的准确，数据块的大小通过 SDIO_D设置，主机读取数据时序图如图 4-5 所示，首先从机收到主机发来的命据块通过数据总线发送给主机。当发生多个读数据块操作时，从机将连主机，直至接到主机传来的 STOP 命令时停止数据传输。命令 响crc 数据块 crc主机至卡命令卡至主机响应数据块Stop命令停止数据传输数据停止操作IO_DCMD读数据块操作卡至主机的数据数据块crc
【参考文献】：
期刊论文
[1]短距离无线通信技术及其融合发现研究[J]. 宋强. 信息技术与信息化. 2019(01)
[2]基于蓝牙的无线温湿度采集系统的设计与分析[J]. 郭文义,李海军,房佳佳,杜玲,田娜. 内蒙古大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]以太网与无线WIFI传输的机车车辆检测系统[J]. 白琳琳,吴学杰,毛伟成,魏永刚. 电子器件. 2018(06)
[4]短距离无线通信技术及其在仪器通信中的应用[J]. 和彦臣. 电子世界. 2018(18)
[5]无线传感器网络应用综述[J]. 任志玲,张广全,林冬,张钟保,赵星. 传感器与微系统. 2018(03)
[6]WIFI传输与接入技术的发展研究[J]. 杨少蔚,张波. 信息与电脑(理论版). 2017(13)
[7]无线传感器网络抗毁性[J]. 李文锋,符修文. 计算机学报. 2015(03)
[8]WIFI技术在校园局域网中的应用研究[J]. 苏一东. 电子技术与软件工程. 2014(10)
[9]基于AD7606的多通道数据采集系统设计[J]. 陶海军,张一鸣,曾志辉. 工矿自动化. 2013(12)
[10]我国铁路客货分线运输发展研究[J]. 徐利民. 铁道运输与经济. 2012(11)
博士论文
[1]轨道交通系统状态监测专用无线传感网资源优化配置方法研究[D]. 马小平.北京交通大学 2018
[2]超宽带无线通信与定位关键技术研究[D]. 熊海良.西安电子科技大学 2011
硕士论文
[1]基于WiFi无线网络的车间工业参数管理系统设计与实现[D]. 韩丽宁.山东大学 2018
[2]基于WIFI和多用户组群的室内定位系统[D]. 王建林.西安电子科技大学 2017
[3]基于CC3200的数据采集无线传输系统的设计与实现[D]. 张耀峰.中北大学 2017
[4]基于WIFI的振动信号采集仪的研究与实现[D]. 邰雪凤.天津工业大学 2017
[5]基于无线传感器网络节点的和谐型机车运行参数检测系统的研究[D]. 李小军.西南交通大学 2015
[6]多通道多功能数据采集系统设计[D]. 石军辉.中北大学 2015
[7]基于无线传感器网络的列车跟踪研究[D]. 朱琎.兰州交通大学 2013
[8]基于嵌入式的无线数据采集系统的设计与实现[D]. 吴世玉.中北大学 2013
[9]串口转WiFi/GPRS数据双网模块开发[D]. 张晓辉.西安科技大学 2011
[10]基于无线传感网的铁路危险品运输在途监测与节能技术的研究[D]. 刘四平.北京交通大学 2011
本文编号：3225035
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
STM32系统组成框图
（3）外围总线接口88W8801 外围总线单元（PBU）将多个低速外围设备连接到设备的 CPU 总线，PBU为每个总线事务缓冲多达 8 个数据单元，并支持单脉冲和突发传输模式。（4）无线电射频单元无线电射频单元作为无线通信终端中都是重要的组成部分，射频模块的作用是在信号发送时将基带信号进行调制后，通过天线发射出去，并且接收来自天线的信号采用放大滤波变频到基带进行相应的信号处理工作。在 Marvell 射频模块结构中，主要由低噪声放大器，滤波器、以及增益放大器三个组成构成，88W8801 芯片的无线电单元工作在 2.4G 射频段。（5）Host 接口通用接口为 SDIO 和 USB 两种形式，用于将无线 WLAN 连接到主机处理器，本文采用的 BL-R8801MS1 无线 WIFI 模组，通过 SDIO 接口实现 WIFI 模块与主机 STM32之间的通信，可兼容 SPI 与 SDIO 两种通信形式。
图 4-4 无线 WIFI 芯片接口电路图IO 总线上的通信通过传送命令和数据实现，基本操作是命令/响应结构制下实现信息交换。SDIO 卡通过数据块进行数据的读取，每一个数据块验，由硬件自动处理以确保传输的准确，数据块的大小通过 SDIO_D设置，主机读取数据时序图如图 4-5 所示，首先从机收到主机发来的命据块通过数据总线发送给主机。当发生多个读数据块操作时，从机将连主机，直至接到主机传来的 STOP 命令时停止数据传输。命令 响crc 数据块 crc主机至卡命令卡至主机响应数据块Stop命令停止数据传输数据停止操作IO_DCMD读数据块操作卡至主机的数据数据块crc
【参考文献】：
期刊论文
[1]短距离无线通信技术及其融合发现研究[J]. 宋强. 信息技术与信息化. 2019(01)
[2]基于蓝牙的无线温湿度采集系统的设计与分析[J]. 郭文义,李海军,房佳佳,杜玲,田娜. 内蒙古大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]以太网与无线WIFI传输的机车车辆检测系统[J]. 白琳琳,吴学杰,毛伟成,魏永刚. 电子器件. 2018(06)
[4]短距离无线通信技术及其在仪器通信中的应用[J]. 和彦臣. 电子世界. 2018(18)
[5]无线传感器网络应用综述[J]. 任志玲,张广全,林冬,张钟保,赵星. 传感器与微系统. 2018(03)
[6]WIFI传输与接入技术的发展研究[J]. 杨少蔚,张波. 信息与电脑(理论版). 2017(13)
[7]无线传感器网络抗毁性[J]. 李文锋,符修文. 计算机学报. 2015(03)
[8]WIFI技术在校园局域网中的应用研究[J]. 苏一东. 电子技术与软件工程. 2014(10)
[9]基于AD7606的多通道数据采集系统设计[J]. 陶海军,张一鸣,曾志辉. 工矿自动化. 2013(12)
[10]我国铁路客货分线运输发展研究[J]. 徐利民. 铁道运输与经济. 2012(11)
博士论文
[1]轨道交通系统状态监测专用无线传感网资源优化配置方法研究[D]. 马小平.北京交通大学 2018
[2]超宽带无线通信与定位关键技术研究[D]. 熊海良.西安电子科技大学 2011
硕士论文
[1]基于WiFi无线网络的车间工业参数管理系统设计与实现[D]. 韩丽宁.山东大学 2018
[2]基于WIFI和多用户组群的室内定位系统[D]. 王建林.西安电子科技大学 2017
[3]基于CC3200的数据采集无线传输系统的设计与实现[D]. 张耀峰.中北大学 2017
[4]基于WIFI的振动信号采集仪的研究与实现[D]. 邰雪凤.天津工业大学 2017
[5]基于无线传感器网络节点的和谐型机车运行参数检测系统的研究[D]. 李小军.西南交通大学 2015
[6]多通道多功能数据采集系统设计[D]. 石军辉.中北大学 2015
[7]基于无线传感器网络的列车跟踪研究[D]. 朱琎.兰州交通大学 2013
[8]基于嵌入式的无线数据采集系统的设计与实现[D]. 吴世玉.中北大学 2013
[9]串口转WiFi/GPRS数据双网模块开发[D]. 张晓辉.西安科技大学 2011
[10]基于无线传感网的铁路危险品运输在途监测与节能技术的研究[D]. 刘四平.北京交通大学 2011
本文编号：3225035
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