论文题目: 基于嵌入式Linux的移动工程机械通信终端的设计与实现
论文类型: 硕士论文
论文专业: 模式识别与智能系统
作者: 阮炜
导师: 叶桦
关键词: 工程机械,无线局域网,无线通信,嵌入式系统
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文的工作是由徐州工程机械集团、东南大学、清华大学、重庆交通学院等单位共同承担的国家863基金项目“机群智能化工程机械”研究的一个重要部分,这是因为智能化工程机械实现机群化的前提是移动的工程机械与监控中心实现信息共享。本文首先介绍了机群智能化工程机械概念及研究现状,详细分析了施工现场环境及各种工程机械的信息需求,针对这些信息需求和工程机械的不同特点,设计了通信网络总体架构,选定了各种工程机械车载终端与控制中心的通信方式。根据工程机械施工的特点,文章选定了基于嵌入式系统的硬件方案,进行了方案的论证、设备选型、设计与实现,完成了搭载嵌入式GSM模块、嵌入式GPS模块和电源供电模块的电路板设计。最终实现了基于Linux嵌入式系统的车载CAN/GPS/WLAN/GSM无线通信的通信终端。接着,文章给出了施工现场的无线局域网的网络架构,并且给出了无线局域网络通信编程的实现过程。然后,通过对CAN信息和GPS定位信息格式进行深入研究,完成了CAN总线的状态信息和GPS定位信息的获取,并将获取到的数据封装成TCP数据包,最后通过无线局域网发送,由控制中心接收并且存储至数据库。由于无线局域网覆盖范围小、需要架设网络,通信终端又采用了现有的无线广域网络的两种通信方式:基于短消息和基于GPRS。对于短消息方式,根据短消息数据包的格式要求,将获取到的CAN信息和GPS定位信息,封装至PDU,使用AT指令集,通过GSM Modem发送。对于GPRS方式,给出了组网方式,利用PPP协议,在Linux系统上实现了GPRS通信。然后,通过实验比较了GPRS和短消息之间的通信量以及费率上的差异。最后,文章设计了在GPRS网络下穿越防火墙以及反向控制通信终端的通信方法。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 智能化工程机械机群
1.1.2 课题的研究对象和核心技术
1.2 课题的应用价值
1.3 本文的章节安排
第2章 相关理论与技术
2.1 无线局域网WLAN
2.2 GSM网络和短消息业务SMS
2.3 GPRS技术
2.3.1 GPRS概述
2.3.2 GPRS的业务能力
2.4 CAN现场总线
2.5 全球定位系统GPS
2.6 嵌入式系统技术
第3章 工程机械的信息需求和网络架构设计
3.1 工程机械的信息需求
3.1.1 路面工程机械地理位置分布
3.1.2 控制中心对工程机械的信息要求
3.1.3 各种工程机械监控通信数据
3.2 工程机械的无线数据通信组网方案
3.2.1 通信方案选择
3.2.2 路由选择规则设计
第4章 工程机械无线通信终端的硬件设计
4.1 工控机方案的设计
4.2 嵌入式系统实现方案
4.2.1 嵌入式系统的设计方法
4.2.2 通信终端的嵌入式系统方案设计
4.2.3 通信终端的嵌入式系统方案实现
4.3 搭载嵌入式GSM、GPS模块和电源模块的电路板的设计
4.3.1 电路板的设计需求
4.3.2 电路板的硬软件实现
4.4 嵌入式系统实现方案的试验结果
第5章 工程机械基于无线局域网的数据传输
5.1 工程中无线局域网架构的实现
5.2 无线局域网传输数据的基本编程
5.3 无线局域网络通信数据格式
5.3.1 信息的数据包封装
5.4 无线数据的采集与接收
5.4.1 CAN数据的获取
5.4.2 GPS定位信息的获取及解析
5.4.3 无线数据的接收
5.5 无线局域网通信能力的实验以及施工现场的效果
第6章 工程机械基于无线广域网的数据传输
6.1 GSM短消息通信
6.1.1 GSM短消息的格式
6.1.2 Linux 下串口编程
6.1.3 关于短消息的特殊处理和实验
6.2 GPRS网络通信
6.2.1 GPRS组网方式
6.2.2 GPRS通信与PPP通信协议
6.2.3 GPRS数据通信编程
6.2.4 GPRS通信试验
6.2.5 GPRS反向控制的解决
结束语
致谢
参考文献
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
发布时间: 2007-06-11
参考文献
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