基于低功耗蓝牙的双模式单车智能锁嵌入式系统设计
发布时间：2021-07-08 06:36
共享单车凭借其灵活的租赁方式,成功地解决了城市出行“最后一公里”的问题,也在短期内获得到了极大的发展。完善共享单车智能锁功能、提高其可靠性、降低功耗成为迫切实现的目标。论文设计了一种应用于共享单车智能锁的低功耗蓝牙嵌入式系统,并给出了以动态电源管理和动态电源频率调整为主要方式的低功耗方案和具体设计,采用GPRS和GPS技术完成远距离通信和定位功能。在硬件设计方面,选用CC2541低功耗蓝牙芯片作为主控芯片;分别使用Ansoft HFSS和ADS软件对天线及其匹配电路进行了参数设计和仿真;设计了触摸按键、振动检测等模块,提出了两种太阳能供电的电路方案并进行了对比选择。在软件设计方面,针对共享单车使用过程设计了不同情景的工作流程。使用BLE-CC254x-1.2.1协议栈和OSAL完成系统的功能实现和数据交互,制定了应用层的接口协议,并使用AT指令完成了对GPRS和GPS模块的控制。设计使用Altium Designer和IAR软件分别完成了系统的硬件和软件实现。为验证实际效果,论文对智能锁系统分别进行了功能性和指标性的验证:对串口通信进行了实验,并完成了抓包测试。结果证明系统与手机客户端...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 共享单车及智能锁国内外现状与发展趋势
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 低功耗蓝牙技术概述
1.3.1 短距离无线通信技术概述
1.3.2 低功耗蓝牙技术发展
1.4 论文主要内容
2 共享单车智能锁系统设计方案
2.1 智能锁系统通信方案
2.2 智能锁系统硬件方案
2.3 智能锁系统硬件功耗分析与设计
2.4 低功耗蓝牙协议功耗分析与设计
2.4.1 广播功耗分析
2.4.2 主从设备连接前功耗分析与设计
2.4.3 从机在建立连接过程中的功耗分析与设计
2.5 本章小结
3 共享单车智能锁系统硬件设计
3.1 智能锁电源及充电电路
3.2 智能锁蓝牙主控电路
3.2.1 蓝牙主控最小系统
3.2.2 蓝牙天线与匹配电路仿真
3.3 智能锁GPRS/GPS通信模块电路
3.4 智能锁外围功能电路
3.6 本章小结
4 共享单车智能锁系统软件设计
4.1 低功耗蓝牙通信协议
4.2 OSAL操作系统
4.3 智能锁系统软件框架
4.3.1 系统总体构架制定
4.3.2 情景方案分类设计
4.4 智能锁系统蓝牙主控流程
4.4.1 数据格式及蓝牙协议制定
4.4.2 智能锁系统主要功能任务初始化
4.4.3 智能锁系统主控事件处理
4.5 智能锁系统GPRS/GPS网络层
4.5.1 智能锁系统网络层任务初始化
4.5.2 智能锁系统网络层事件处理
4.6 智能锁系统软件主函数构建
4.8 本章小结
5 共享单车智能锁系统成果验证与测试
5.1 通信功能测试
5.2 开关锁功能测试
5.3 智能锁系统功耗计算与测试
5.4 本章小结
6 总结与展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017-2018中国共享单车发展报告[J]. 朱萍,朱亚成,董雨薇,谢红林,李荔,钱琪. 中国商论. 2017(31)
[2]物联网中常用的几种短距离无线通信技术[J]. 李国瑞. 信息通信. 2017(10)
[3]一款基于HFSS仿真的倒F蛇型印制天线[J]. 贺吉. 电子测试. 2017(19)
[4]我国共享单车企业的经营管理模式创新及盈利模式探索[J]. 杜怿平. 科技管理研究. 2017(15)
[5]国内外共享单车使用方式比较[J]. 汽车与安全. 2017(07)
[6]理性看待共享单车[J]. 郭宗忠. 标准生活. 2017(07)
[7]共享单车:经营现状、盈利模式与经营前景——以摩拜和ofo为例[J]. 汪浚源. 领导科学论坛. 2017(07)
[8]共享单车发展问题系统探究[J]. 王光荣. 长安大学学报(社会科学版). 2017(02)
[9]共享经济在我国的发展现状、瓶颈及对策[J]. 马强. 现代经济探讨. 2016(10)
[10]共享经济:理论与现实[J]. 董成惠. 广东财经大学学报. 2016(05)
博士论文
[1]MSINS/GPS组合导航系统及其数据融合技术研究[D]. 马云峰.东南大学 2006
硕士论文
[1]基于GPRS的低功耗数据采集与传输模块设计[D]. 贾宇.电子科技大学 2016
[2]基于Android嵌入式系统的低功耗优化[D]. 刘海峰.北京交通大学 2016
[3]基于低功耗蓝牙的室内定位技术研究[D]. 石志京.宁波大学 2015
[4]基于低功耗蓝牙的移动微网系统研究[D]. 田丹.浙江大学 2014
[5]蓝牙低功耗技术的研究与实现[D]. 镇咸舜.华东师范大学 2013
[6]基于Zigbee的无线传感器组网技术研究与应用[D]. 郭昌飞.北京信息科技大学 2013
[7]蓝牙4.0底层核心技术协议研究与实现[D]. 徐金苟.上海交通大学 2012
[8]面向物联网的RFID技术研究[D]. 张航.东华大学 2011
[9]GPRS组网的技术研究[D]. 刘广文.北京邮电大学 2010
[10]有源平面倒F天线的设计与仿真[D]. 曹丽玉.吉林大学 2009
本文编号：3271059
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 共享单车及智能锁国内外现状与发展趋势
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 低功耗蓝牙技术概述
1.3.1 短距离无线通信技术概述
1.3.2 低功耗蓝牙技术发展
1.4 论文主要内容
2 共享单车智能锁系统设计方案
2.1 智能锁系统通信方案
2.2 智能锁系统硬件方案
2.3 智能锁系统硬件功耗分析与设计
2.4 低功耗蓝牙协议功耗分析与设计
2.4.1 广播功耗分析
2.4.2 主从设备连接前功耗分析与设计
2.4.3 从机在建立连接过程中的功耗分析与设计
2.5 本章小结
3 共享单车智能锁系统硬件设计
3.1 智能锁电源及充电电路
3.2 智能锁蓝牙主控电路
3.2.1 蓝牙主控最小系统
3.2.2 蓝牙天线与匹配电路仿真
3.3 智能锁GPRS/GPS通信模块电路
3.4 智能锁外围功能电路
3.6 本章小结
4 共享单车智能锁系统软件设计
4.1 低功耗蓝牙通信协议
4.2 OSAL操作系统
4.3 智能锁系统软件框架
4.3.1 系统总体构架制定
4.3.2 情景方案分类设计
4.4 智能锁系统蓝牙主控流程
4.4.1 数据格式及蓝牙协议制定
4.4.2 智能锁系统主要功能任务初始化
4.4.3 智能锁系统主控事件处理
4.5 智能锁系统GPRS/GPS网络层
4.5.1 智能锁系统网络层任务初始化
4.5.2 智能锁系统网络层事件处理
4.6 智能锁系统软件主函数构建
4.8 本章小结
5 共享单车智能锁系统成果验证与测试
5.1 通信功能测试
5.2 开关锁功能测试
5.3 智能锁系统功耗计算与测试
5.4 本章小结
6 总结与展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017-2018中国共享单车发展报告[J]. 朱萍,朱亚成,董雨薇,谢红林,李荔,钱琪. 中国商论. 2017(31)
[2]物联网中常用的几种短距离无线通信技术[J]. 李国瑞. 信息通信. 2017(10)
[3]一款基于HFSS仿真的倒F蛇型印制天线[J]. 贺吉. 电子测试. 2017(19)
[4]我国共享单车企业的经营管理模式创新及盈利模式探索[J]. 杜怿平. 科技管理研究. 2017(15)
[5]国内外共享单车使用方式比较[J]. 汽车与安全. 2017(07)
[6]理性看待共享单车[J]. 郭宗忠. 标准生活. 2017(07)
[7]共享单车:经营现状、盈利模式与经营前景——以摩拜和ofo为例[J]. 汪浚源. 领导科学论坛. 2017(07)
[8]共享单车发展问题系统探究[J]. 王光荣. 长安大学学报(社会科学版). 2017(02)
[9]共享经济在我国的发展现状、瓶颈及对策[J]. 马强. 现代经济探讨. 2016(10)
[10]共享经济:理论与现实[J]. 董成惠. 广东财经大学学报. 2016(05)
博士论文
[1]MSINS/GPS组合导航系统及其数据融合技术研究[D]. 马云峰.东南大学 2006
硕士论文
[1]基于GPRS的低功耗数据采集与传输模块设计[D]. 贾宇.电子科技大学 2016
[2]基于Android嵌入式系统的低功耗优化[D]. 刘海峰.北京交通大学 2016
[3]基于低功耗蓝牙的室内定位技术研究[D]. 石志京.宁波大学 2015
[4]基于低功耗蓝牙的移动微网系统研究[D]. 田丹.浙江大学 2014
[5]蓝牙低功耗技术的研究与实现[D]. 镇咸舜.华东师范大学 2013
[6]基于Zigbee的无线传感器组网技术研究与应用[D]. 郭昌飞.北京信息科技大学 2013
[7]蓝牙4.0底层核心技术协议研究与实现[D]. 徐金苟.上海交通大学 2012
[8]面向物联网的RFID技术研究[D]. 张航.东华大学 2011
[9]GPRS组网的技术研究[D]. 刘广文.北京邮电大学 2010
[10]有源平面倒F天线的设计与仿真[D]. 曹丽玉.吉林大学 2009
本文编号：3271059
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3271059.html
