基于WiFi技术的矿井多业务终端的研究与实现

基于WiFi技术的矿井多业务终端的研究与实现

论文摘要

随着国家对煤炭安全生产的重视,无线通信技术作为矿井通信与监测的有益补充,也开始在煤矿中得到广泛的应用。WiFi技术作为短距离无线通信技术的一种,有覆盖范围大,可无线自组网等优点,具有广阔的发展前景。本文通过对煤矿安全综合监测监控系统发展现状的分析,结合理论技术的发展及实际应用的业务需求,并比较短距离无线通信的多种技术,提出了基于WiFi技术的矿井多业务终端平台的模型,论证了基于ARM处理器和嵌入式操作系统Linux相结合的矿井多业务终端设计方案,并进行了硬件和软件总体设计。对矿井多业务终端硬件电路进行了整体设计与实现,主要包括:电源模块、ARM核心模块、存储模块、串口通讯模块、USB口通讯模块、数字音频接口模块等,并研制成功原理样机。对矿井多业务终端嵌入式软件系统进行了整体设计,介绍了嵌入式系统的开发环境,分析了嵌入式系统的软件架构,启动流程,并研制开发了矿井多业务终端软件,主要包括:嵌入式操作系统Linux、文件系统、以及基于WiFi技术的无线话音通信任务,无线数据通信任务,无线视频通信任务等软件模块开发及实现。对系统终端进行了测试,结果表明预期方案可行。最后,论文对所完成的工作做了总结,并对今后多业务终端的研究做出展望。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 选题的背景
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 国内外煤矿安全生产监控的发展及现状
  • 1.2.2 煤矿井下无线通信系统要求
  • 1.3 本论文所做的工作
  • 2 短距离无线通信技术
  • 2.1 短距离无线通信SDR 技术
  • 2.2 其它短距离无线通信技术
  • 2.3 802.11X 技术
  • 2.4 本章小结
  • 3 多业务系统模型建立及功能分析
  • 3.1 需求与目标
  • 3.2 模型建立与分析
  • 3.3 相关技术应用
  • 3.4 本章小结
  • 4 基于WIFI 技术的多业务终端系统方案研究与实现
  • 4.1 系统总体方案
  • 4.2 系统硬件
  • 4.2.1 系统硬件总体方案
  • 4.2.2 核心处理器芯片选择
  • 4.2.3 无线频段的选择
  • 4.2.4 相关电路接口设计
  • 4.3 系统软件
  • 4.3.1 系统软件总体方案
  • 4.3.2 软件启动过程整体分析
  • 4.3.3 BootLoader 的移植
  • 4.3.4 Linux 内核移植与编译
  • 4.3.5 嵌入式Linux 根文件系统的建立
  • 4.3.6 基于Video4Linux 的图像采集应用程序开发
  • 4.4 服务的开展
  • 4.4.1 话音通信的开展
  • 4.4.2 数据通信的开展
  • 4.4.3 视频通信的开展
  • 4.5 本章小结
  • 5 系统测试
  • 5.1 测试方案
  • 5.2 测试环境
  • 5.3 测试结果
  • 5.4 本章小结
  • 6 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 相关论文文献

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