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分布式压力测试系统中的以太网接口无线通信技术研究

发布时间:2018-09-03 11:42
【摘要】:冲击波是武器弹药威力研究的重要参数,可以为武器弹药的毁伤效能评估及地面防护提供有力依据。随着分布式测试技术和无线通信技术的飞速发展,出现了基于ZigBee和蓝牙等无线通信的分布式压力测试系统。当爆炸场测试节点数量增多、数据容量增大以及测试要求提高时,对爆炸后无线数据回收速率提出了更高的要求。针对以上问题,本文具体研究内容如下:一、结合以太网通信技术,将以太网接口的无线通信模块应用到分布式压力测试系统中,设计了具有无线通信功能的冲击波压力测试节点。该节点主要由以太网接口式无线通信电路、ICP传感器、信号调理电路、信号采集存储电路和电源电路等几部分组成,可以对冲击波信号进行采集、存储,并将采集到的信号通过无线通信模块发送至无线控制终端,以便后续数据处理。二、本文构建了分布式压力测试系统的专属无线局域网络。该网络主要由测试节点、覆盖AP、中继AP、接入点AP和控制终端组成。在该网络中,一方面根据链路预算法对前端覆盖范围进行了预测,覆盖半径可达216米,且能在测试现场迅速组建;另一方面,通过增加无线中继来加大无线通信的距离,实现了控制中心对远距离处测试场中测试节点的集中管理。实验中,不仅对无线测试节点的电路功能及无线局域网的通信功能进行了验证,且无线覆盖距离达到了200米,无线数据传输速率最低也可达1200kbps。在此基础上,针对2.4GHz无线信号的传播特性进行了信道建模,用实测信号建立了近地电磁波信号的对数衰减模型,该模型表明无线信号会随覆盖距离的增加而呈对数衰减的趋势,并用相同环境下的测试数据验证了模型的合理性,即模型所得205米的覆盖距离与实验环境下所得有效覆盖距离200米十分接近。最后,对中继的远距离传输进行了实验,实验中无线传输距离达到了2公里。在实际弹药爆炸试验中,本文所研究的以太网接口无线通信系统具有良好的稳定性和可靠性,且具有一定的实用价值。
[Abstract]:Shock wave is an important parameter in the study of weapon and ammunition power, which can provide a powerful basis for the evaluation of damage effectiveness of weapon and ammunition and ground protection. With the rapid development of distributed testing technology and wireless communication technology, distributed stress testing systems based on wireless communication such as ZigBee and Bluetooth have emerged. When the number of test nodes in the explosion field increases, the data capacity increases and the test requirements increase, the wireless data recovery rate after explosion is required to be higher. In view of the above problems, the specific contents of this paper are as follows: first, combining Ethernet communication technology, the wireless communication module of Ethernet interface is applied to the distributed pressure test system. A shock wave pressure test node with wireless communication function is designed. The node is mainly composed of an ICP sensor, a signal conditioning circuit, a signal acquisition and storage circuit, a power supply circuit and so on, which can collect and store the shock wave signals. The collected signal is transmitted to the wireless control terminal through the wireless communication module for subsequent data processing. Secondly, this paper constructs the wireless local area network of distributed stress testing system. The network consists of test nodes, overlay AP, relay AP, access point AP and control terminal. In this network, on the one hand, according to the link budget law, the front end coverage range is predicted, the coverage radius can reach 216 meters, and can be set up quickly in the test site; on the other hand, the distance of wireless communication is increased by increasing wireless relay. The centralized management of the test nodes in the remote test field is realized by the control center. In the experiment, not only the circuit function of the wireless test node and the communication function of the wireless local area network are verified, but also the wireless coverage distance is up to 200 meters, and the lowest wireless data transmission rate can be up to 1200 kbps. On this basis, the channel model of the propagation characteristics of 2.4GHz wireless signal is established, and the logarithmic attenuation model of near-ground electromagnetic wave signal is established with the measured signal. The model shows that the wireless signal will show a logarithmic attenuation trend with the increase of coverage distance. The rationality of the model is verified by the test data in the same environment, that is, the coverage distance of 205 meters obtained by the model is very close to that of the effective coverage distance of 200 meters in the experimental environment. Finally, the remote transmission of the relay is experimented, and the wireless transmission distance reaches 2 km. The Ethernet interface wireless communication system studied in this paper has good stability and reliability, and has certain practical value.
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TJ410.6;TP393.11;TN925.93

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本文编号:2219882

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