基于GPS和无线传感器网络的时钟同步系统

论文摘要

本论文提出了民用场合下一定区域内多地点、多房间的时钟同步问题,设计出一套基于GPS技术和无线传感器网络的时钟无线同步系统。该系统是由一台授时器和多台电子时钟组成无线网络。论文设计了基于无线传感器网络的授时系统结构,定义了通信数据帧格式。论文给出授时器和电子时钟的硬件框图,硬件实现采用ATMEL89S52作为微处理器,采用SiRF StarⅢGPS接收模块接收卫星信号,采用Nordic公司的nRF905射频实现数据的发送和接收,采用DS1302电路作为本机时间,采用74LS373锁存、ULN2003驱动大尺寸数码管来显示时间。论文的软件编写采用C51,给出了授时器、电子时钟的主程序和中断子程序框图。以模块的方式,给出GPS接收程序、nRF905芯片收发、DS1302读写和显示程序。课题制作了实验板,并进行实地调试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题来源、目的及意义
• 1.2 研究的背景和现状
• 1.3 本课题的主要任务
• 2 时钟无线同步系统的网络结构设计
• 2.1 时钟无线同步系统的结构
• 2.2 无线传感器网络介绍
• 2.3 网络拓扑结构设计
• 2.4 介质访问控制算法的选择
• 2.5 授时数据帧格式设计
• 3 GPS信号及其授时原理
• 3.1 GPS系统的构成
• 3.2 GPS系统基本定位、授时原理
• 3.3 GPS系统卫星信号
• 3.4 GPS接收机基本工作原理
• 3.5 GPS通讯协议
• 4 无线射频通讯
• 4.1 短距离无线通信技术的现状与发展趋势
• 4.2 微功率短距离无线通信技术
• 4.3 无线射频芯片的选择
• 4.4 无线射频芯片nRF905
• 5 时钟无线同步系统的硬件设计
• 5.1 授时器、时钟的硬件框图
• 5.2 微控制器的选择
• 5.3 GPS接收电路
• 5.4 无线收发电路
• 5.5 时钟电路
• 5.6 时间显示电路
• 5.7 电源电路
• 6 程序软件设计
• 6.1 授时器程序设计
• 6.2 电子时钟程序设计
• 7 制作及调试
• 结论
• 致谢
• 参考文献