北斗卫星短报文通信控制系统研究

发布时间：2017-10-20 20:20

  本文关键词：北斗卫星短报文通信控制系统研究

  更多相关文章： 北斗卫星导航系统 嵌入式系统 Zigbee无线通信技术 Z-Stack协议栈 Arduino BDG-MF-05型北斗终端

【摘要】：信息时代的深入发展,改变着人们的生活方式,推动着社会不断进步。其中,网络通信起着基础性作用。特别在海上、沙漠、山区、森林等偏远地区,电力供应难以保障,移动基站无法全面覆盖。当前,解决这类通信问题的唯一办法就是依靠卫星作为中继进行通信。北斗卫星导航系统是中国自主研发、目前正在实施的、独立运行的全球卫星定位与通信系统,其快速定位、精密授时和短报文通信是北斗卫星导航系统的三大功能。北斗卫星短报文通信功能是北斗卫星所独有的功能,它为海上、野外、山区、森林等偏远地区的通信提供了较为可靠的解决方案。本文首先阐述了信息的重要意义,分析北斗卫星导航系统,结合嵌入式系统和Zigbee无线通信技术,提出基于Arduino的北斗卫星短报文通信控制系统的设计方案。北斗卫星短报文通信控制系统由五大模块组成：Zigbee无线数据传输模块、网络及显示模块、电源管理模块、Arduino主控模块和北斗终端模块,本文详细设计了每个模块的硬件电路和软件程序。Zigbee无线数据传输模块选用CC2530作为处理核心,驱动DHT11温湿度传感器和MQ-2烟雾传感器采集数据并通过Z-Stack协议栈无线发送数据。网络及显示模块将Arduino主控中心配置为简单的服务器,用户可以通过浏览器浏览网页或者查看TFT显示屏实时监控节点数据。电源管理模块以Arduino pro mini作为处理核心,为Arduino主控中心供电,并实时监控和显示电池电量。Arduino主控中心连接各个模块,结合可靠传输算法,驱动BDG-MF-05型北斗终端进行数据的发送和接收。经过反复调试,实验结果表明本文设计的北斗卫星短报文通信控制系统通信质量高,通信成本低,且通信可靠性和稳定性强,为偏远地区的通信提供了可行的设计方案。
【关键词】：北斗卫星导航系统 嵌入式系统 Zigbee无线通信技术 Z-Stack协议栈 Arduino BDG-MF-05型北斗终端
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN967.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题选题背景与意义10-11
• 1.1.1 课题选题背景10-11
• 1.1.2 课题选题意义11
• 1.2 国内外研究与应用11-13
• 1.2.1 北斗卫星导航系统发展11-12
• 1.2.2 北斗卫星导航系统国内外研究与应用12-13
• 1.3 本文主要研究内容及文章结构安排13-14
• 1.3.1 主要研究内容13
• 1.3.2 文章结构安排13-14
• 1.4 本章小结14-16
• 第二章 北斗卫星短报文通信控制系统总体设计16-22
• 2.1 系统总体需求分析16-17
• 2.2 系统总体设计17-18
• 2.3 系统方案论证18-20
• 2.3.1 无线数据传输方案18-19
• 2.3.2 嵌入式主控中心选择19
• 2.3.3 网络与显示方案19-20
• 2.3.4 电源管理方案20
• 2.3.5 系统总体方案论证20
• 2.4 本章小节20-22
• 第三章 北斗卫星短报文通信控制系统硬件设计与实现22-44
• 3.1 北斗卫星短报文通信控制系统硬件构成22-23
• 3.2 ZIGBEE无线数据传输模块23-29
• 3.2.1 DHT11温湿度传感器23-24
• 3.2.2 MQ-2烟雾传感器24-26
• 3.2.3 ZIGBEE无线数据传输26-29
• 3.3 网络与显示模块29-33
• 3.3.1 网络模块29-31
• 3.3.2 显示模块31-33
• 3.4 电源管理模块33-38
• 3.4.1 电源管理模块电路设计34-35
• 3.4.2 电源管理模块程序设计35-38
• 3.5 ARDUINO主控模块38-42
• 3.5.1 BDG-MF-05型北斗卫星终端38-39
• 3.5.2 ARDUINO主控中心电路设计39-40
• 3.5.3 ARDUINO主控中心程序设计40-42
• 3.6 本章小结42-44
• 第四章 北斗卫星短报文通信控制系统软件开发44-56
• 4.1 北斗卫星导航系统短报文通信44-45
• 4.1.1 北斗卫星导航系统短报文通信机制44-45
• 4.1.2 北斗卫星导航系统短报文通信特点45
• 4.1.3 北斗卫星导航系统短报文通信限制45
• 4.2 北斗卫星导航系统短报文通信协议45-49
• 4.2.1 北斗卫星短报文通信数据接口规范45-47
• 4.2.2 北斗卫星短报文通信发送报文与接收报文格式47-49
• 4.3 可靠传输原理49-51
• 4.3.1 停止等待协议50
• 4.3.2 连续ARQ协议50-51
• 4.4 北斗卫星短报文可靠传输算法设计51-55
• 4.4.1 分包类型51-53
• 4.4.2 可靠传输算法设计53-54
• 4.4.3 发送端与接收端程序设计54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第五章 北斗卫星短报文通信控制系统调试与分析56-68
• 5.1 硬件模块调试56-62
• 5.1.1 ZIGBEE无线数据传输模块调试与结果56-58
• 5.1.2 网络与显示模块调试与结果58-62
• 5.1.3 电源管理模块调试与结果62
• 5.2 北斗卫星短报文通信控制系统调试62-64
• 5.2.1 调试环境63
• 5.2.2 通信调试63-64
• 5.3 结果与分析64-66
• 5.4 本章小结66-68
• 总结与展望68-70
• 参考文献70-74
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果74-76
• 致谢76

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1 袁海波;广伟;;北斗卫星共视时间传递算法与实验分析[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S04原子钟技术与时频系统[C];2012年

2 ;中国北斗卫星导航(南京)产业基地[A];2011中国卫星应用大会会议文集[C];2011年

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1 李能绍;基于北斗和嵌入式的定位监控系统的设计与实现[D];内蒙古大学;2015年

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