通信基站与天馈系统光电复合传感系统便携式终端的研制

发布时间：2017-07-02 06:09

  本文关键词：通信基站与天馈系统光电复合传感系统便携式终端的研制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在现代通信工程建设中,为保证无线通信系统的正常工作,一般通过基站铁塔架高通讯天线以增加服务半径,因此铁塔作为基站的重要辅助设备直接关系到整个通信网络的质量。通信铁塔在设计、生产、安装过程严格遵循相关的规定,但随着时间的推移,铁塔构建镀锌层脱落及锈蚀将导致铁塔的承载能力下降,严重影响铁塔运行的安全性。另外,安装在铁塔上的天馈系统由于经常经受恶劣的自然环境,其性能也会因此而下降,这势必会对网络通信质量产生严重的影响。鉴于上述原因,研发一种能够长期有效监控基站和天馈系统,并提供实时预警的监控终端将十分有必要。通信基站与天馈系统光电复合传感系统便携式终端以ARM+LINUX嵌入式系统作为开发平台。在硬件方面,以AM335xS工控板为核心,光纤光栅传感器、光电流互感器等检测器件组成传感网络,有源光缆将检测的物理量传输到地面的监控终端。光纤光栅解调仪对反射布拉格波长进行解调后通过以太网接口与AM335xS进行数据通信,AD模块采样光电流互感器输出的电压信号,通过SPI接口将转换结果传输给AM335xS。在软件方面,编写数据采集接口函数及设备驱动；研究基于Linux共享内存、SQLite数据库、静态文件的多层次数据管理和存储机制；设计美观、功能完善的Qt界面及基于GSM模块的报警机制。最终实现了集数据采集、存储、显示、报警于一体的监控终端设备。本文设计的“通信基站与天馈系统光电复合传感系统便携式终端的研制”采用光纤光栅传感器作为基站铁塔环境的检测前端。与传统传感器相比,光纤传感器具有高可靠性、抗腐蚀、抗电磁干扰、易于实现远距离分布式传感等特点,特别适合在恶劣环境下工作。同时,监控终端拥有完善的功能包括独立开/关数据采集、多样化的数据实时显示、历史数据查询、报警上下限设置、事件记录查询、传感器故障自检、定时短信报警。
【关键词】：基站 铁塔结构 馈线电流 光纤光栅传感器 嵌入式系统
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TP212
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题背景与意义8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.2.1 基站铁塔健康监测技术研究现状8-9
• 1.2.2 光纤光栅传感与解调技术研究现状9-10
• 1.3 研究内容与设计指标10-12
• 1.3.1 研究内容10-11
• 1.3.2 设计指标11-12
• 1.4 论文组织12-14
• 第二章 通信基站与天馈系统光电复合传感系统便携式终端设计14-28
• 2.1 终端硬件平台的设计14-15
• 2.2 基站塔体结构状态检测15-21
• 2.2.1 温度与应力检测16-19
• 2.2.2 其他传感器设计19-21
• 2.3 天馈系统中馈线电流检测21-23
• 2.3.1 模数转换模块设计22-23
• 2.4 嵌入式终端开发平台的设计23-26
• 2.4.1 嵌入式硬件平台24
• 2.4.2 嵌入式软件平台24-26
• 2.5 本章小结26-28
• 第三章 监控终端系统软件设计28-54
• 3.1 监控终端软件总体设计28-29
• 3.2 数据采集接口软件29-36
• 3.2.1 AM335xS GPIO模拟AD7606 SPI协议29-31
• 3.2.2 基于Linux的AD7606驱动程序31-33
• 3.2.3 HKA-M200光纤光栅解调仪TCP通信协议和格式33-36
• 3.3 多层次数据存储与管理机制的实现36-43
• 3.3.1 基于Posix共享内存与IPC信号量技术的实时数据存储与管理36-39
• 3.3.2 基于SQLite数据库的历史数据存储与管理39-42
• 3.3.3 基于文本文件的数据与事件记录存储与管理42-43
• 3.4 GUI界面软件设计开发43-50
• 3.4.1 页面间数据传递机制44-45
• 3.4.2 多功能GUI界面下数据模型的分析与构建45-49
• 3.4.3 界面进程与采集进程间消息、配置参数传递方法49-50
• 3.5 GSM定时报警模块50-52
• 3.6 本章小结52-54
• 第四章 监控终端的现场测试与结果分析54-60
• 4.1 系统测试平台54-55
• 4.2 功能性指标的测试55-58
• 4.3 系统性能的测试58-59
• 4.3.1 AD数据采集模块测试58
• 4.3.2 共享内存缓冲区数据块丢失情况测试58-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 总结与展望60-62
• 5.1 总结60-61
• 5.2 展望61-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文68

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