基于RFID技术的临时限速便携终端的研究与设计

论文摘要

随着我国铁路线路的不断提速,列车临时限速的安全性已经成为列车控制系统中的一个重要问题。传统的临时限速依靠了司机人工瞭望限速标示牌,这种方式存在比较大的安全隐患,不利于列车的安全运输。由于射频识别技术具有识别速度快,识别距离远,可适应相对恶劣环境等明显优点,因此非常适合应用于列车临时限速系统中。利用电子标签作为限速信息载体,利用车载设备与之通信,以获取限速信息,并进行相关控制,以及利用基于射频识别技术的便携终端进行限速信息的地面维护不失为一种很好的临时限速解决方案。在采用电子标签作为信息载体的临时限速系统中,由于地面电子标签根据已有的传统限速标示分为多种类型,容易产生混淆,导致限速标签的错误摆放,给行车带来潜在的危害。同时,为满足对已安装电子标签的日常维护,结合实际应用环境,临时限速便携终端成为临时限速系统中必不可少的组成部分之一,并且需要提供一种有效的维护方法。维护工作包括利用便携终端布控,检测,解除和修改限速标签。本文针对上述问题对所选课题进行了深入研究和探讨。本文的目的是设计一款基于射频识别和嵌入式技术的临时限速便携终端,并进行相关的技术研究。基于该目的,本课题的主要研究内容为:研究临时限速便携终端的工作流程,硬件组成和软件设计;研究临时限速后台系统的设计及其与终端的通信协议;研究基于动态帧时隙ALOHA的防碰撞算法及系统低功耗技术。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文选题意义
• 1.2 临时限速的国内外发展现状
• 1.2.1 国外临时限速控制方式
• 1.2.2 国内临时限速控制方式
• 1.3 射频识别分类
• 1.3.1 射频识别分类总论
• 1.3.2 射频识别技术分类
• 1.3.3 射频识别产品分类
• 1.4 射频识别在交通中的应用实例
• 1.5 论文的主要研究内容
• 1.6 本章小结
• 第二章 临时限速系统概述
• 2.1 临时限速系统需求
• 2.2 临时限速系统总体结构
• 2.3 便携终端子系统
• 2.3.1 便携终端子系统结构
• 2.3.2 便携终端工作流程
• 2.4 便携终端实现方案对比
• 2.4.1 射频识别频率的选择
• 2.4.2 主控模块方案的选择
• 2.4.3 远程通信方式的选择
• 2.5 本章小结
• 第三章 硬件平台与嵌入式系统搭建
• 3.1 硬件平台设计
• 3.1.1 主控部分
• 3.1.2 通信模块硬件部分
• 3.1.3 射频识别硬件部分
• 3.1.4 液晶显示硬件部分
• 3.1.5 网络硬件部分
• 3.1.6 电源电路部分
• 3.2 嵌入式系统搭建
• 3.2.1 引导程序移植
• 3.2.2 嵌入式系统移植
• 3.2.3 文件系统移植
• 3.3 本章小结
• 第四章 便携终端的软件设计
• 4.1 软件整体架构
• 4.2 开发环境部署
• 4.2.1 桌面系统
• 4.2.2 数据库
• 4.2.3 配置网络文件系统
• 4.3 射频识别模块软件设计
• 4.3.1 射频模块配置
• 4.3.2 软件设计
• 4.4 短信模块软件设计
• 4.4.1 便携终端通信协议
• 4.4.2 短消息GSM07 协议简介
• 4.4.3 短信模块AT指令
• 4.5 用户接口部分设计
• 4.5.1 用户界面整体设计
• 4.5.2 用户接口主要类设计
• 4.6 网络服务器部分设计
• 4.6.1 嵌入式网络服务器技术分析
• 4.6.2 嵌入式网络服务器实现
• 4.6.3 对外的网络操作接口
• 4.7 临时限速后台系统软件设计
• 4.7.1 临时限速后台系统结构
• 4.7.2 集成开发环境介绍
• 4.7.3 用户界面设计
• 4.8 本章小结
• 第五章 防碰撞算法研究
• 5.1 防碰撞算法概述
• 5.2 动态帧时隙Aloha算法
• 5.2.1 最佳帧长度
• 5.2.2 标签数目估计方法
• 5.3 防碰撞算法的仿真
• 5.5 本章小结
• 第六章 系统低功耗研究
• 6.1 低功耗设计策略
• 6.2 系统低功耗实现
• 6.2.1 射频模块功率控制
• 6.2.2 硬件低功耗设计
• 6.2.3 软件低功耗设计
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件