【摘要】：通信技術(shù)發(fā)展日新月異,作為承載基礎(chǔ)的移動通信基站除了提供天線掛高、電力、設(shè)備安裝空間、環(huán)境溫度保障功能之外,還要適應新時代的發(fā)展,在節(jié)能環(huán)保、社會化功能拓展等方面進行創(chuàng)新研究,最大化地服務現(xiàn)代信息社會和百姓。如今互聯(lián)網(wǎng)+與各個產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合,讓大部分傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有很大的提升。本文研究了在此背景下新興的互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù),創(chuàng)新性地提出了結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)開展兩個方面的移動通信基站功能擴展研究,一是充電樁監(jiān)控方面,基于移動基站點多面廣的特點,研究在道路旁、停車場、高速路休息站等場景的基站增加電動汽車充電樁功能,通過互聯(lián)網(wǎng)實時上傳充電樁的地理信息和工作狀態(tài),滿足社會電動汽車隨時隨地充電需要;二是氣象預報和預警方面,研究基于物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)應用,采集基站周邊環(huán)境溫度、風力、PM2.5等參數(shù),提供相關(guān)標準采集接口、云服務,開展各行業(yè)的GIS、地震監(jiān)測、氣象監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等大數(shù)據(jù)服務。本系統(tǒng)的服務器端,利用ATmega2560開發(fā)板的強大資源,設(shè)計了適應于本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和顯示系統(tǒng),采集多種氣象信息及充電樁的地理位置信息和使用情況,有效實現(xiàn)顯示模式的多樣性和數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。本系統(tǒng)的采用Android智能手機和電腦終端兩種通用的智能設(shè)備作為客戶端。智能手機是普遍的移動終端設(shè)備,而Android操作系統(tǒng)是目前最流行的手機智能平臺之一,開源的代碼和開發(fā)環(huán)境有利于手機應用軟件的編寫與應用軟件功能的全面實現(xiàn)。移動終端利用基于Android操作系統(tǒng)的智能手機作為信息接收終端,接收氣象信息充電樁的地理位置信息,節(jié)省顯示器成本,增加可移動性。另外,電腦端的服務平臺設(shè)計是基于Windows操作系統(tǒng)實現(xiàn)的,整個網(wǎng)站開發(fā)在Eclipse J2EE軟件開發(fā)環(huán)境下采用Java Script語言完成,實現(xiàn)了每秒讀取后臺服務器并在用戶界面上實時更新氣象信息充電樁的地理位置信息的功能。此外,在無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊,本系統(tǒng)提出了兩套可行的方案。一是基于移動通信基站的現(xiàn)有資源,采GMS收發(fā)模塊實現(xiàn)系統(tǒng)的中央處理模塊與互聯(lián)網(wǎng)之間的無線數(shù)據(jù)傳輸。二是在脫離基站資源的情況下,鑒于WiFi無線傳輸協(xié)議具有實現(xiàn)容易、覆蓋范圍適中等諸多優(yōu)點,系統(tǒng)通過WiFi模塊實現(xiàn)中央處理模塊與互聯(lián)網(wǎng)之間的無線數(shù)據(jù)傳輸。手機和電腦終端上的應用軟件和服務網(wǎng)站代替?zhèn)鹘y(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng),提高了對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析的效率,增加了數(shù)據(jù)的實時傳遞和共享功能。論文主要進行了如下的工作:首先,研究了國內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢,并了解了國內(nèi)外基站研究動態(tài),分析了互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)的優(yōu)勢和基站的現(xiàn)有資源,結(jié)合當下社會發(fā)展的需求和未來趨勢,明確了互聯(lián)網(wǎng)+移動基站功能擴展系統(tǒng)設(shè)計的意義。其次,對本系統(tǒng)設(shè)計所需求的理論基礎(chǔ)進行了分析和研究,主要表現(xiàn)在ATmega2560微處理器的原理及接口研究、Android應用軟件開發(fā)的原理和優(yōu)勢分析以及Web-GIS開發(fā)的定義和特點研究三個方面。然后,分析了移動基站功能擴展系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù),主要表現(xiàn)在基站智能監(jiān)控采集信息傳輸技術(shù)分析,基站電動汽車充電樁監(jiān)控技術(shù)分析,互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)與基站便民服務功能相結(jié)合的研究三個方面。接著,基于上述的研究與分析,設(shè)計了系統(tǒng)的整體框架,明確了各模塊之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧飨?分析了不同模塊的電路原理及接口,實現(xiàn)了局部電路的分析與整合,完成了系統(tǒng)整體電路的設(shè)計與搭建。此外,根據(jù)軟件的實現(xiàn)情況,整理了軟件的開發(fā)過程和運行流程,對中央處理模塊的基于C語言的氣象和充電樁的數(shù)據(jù)讀取存儲及顯示程序、手機客戶端的基于Java的手機應用程序和電腦端的基于Java Script語言的Web開發(fā)程序分別進行了具體的研究與實現(xiàn)。同時,針對的中央處理模塊與各子模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偩�技術(shù)進行了著重分析和比較。最后,為了驗證系統(tǒng)的各個功能和整體運行情況,進行了系統(tǒng)的各部分測試、系統(tǒng)整體測試以及系統(tǒng)測試結(jié)果分析,在系統(tǒng)的硬件和軟件方面分別搭建了測試平臺進行測試,對系統(tǒng)各功能的實現(xiàn)情況進行了展示,實現(xiàn)了系統(tǒng)的預期功能,包括:四維定位功能、溫濕度監(jiān)測功能、PM2.5監(jiān)測功能、空氣質(zhì)量彩屏顯示及建議功能、充電樁地理位置及使用情況顯示功能、風速等級和震動等級監(jiān)測功能、SD卡存儲功能、手機顯示實時空氣質(zhì)量功能、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示及共享功能。而且,根據(jù)系統(tǒng)測試的結(jié)果做出了總結(jié),并分析了本系統(tǒng)設(shè)計的過程中攻克的難點和技術(shù)上的創(chuàng)新點,以及在這次畢業(yè)設(shè)計的研究和制作過程中的心得體會,總結(jié)了學習到的新技能和克服困難的經(jīng)驗。互聯(lián)網(wǎng)+移動基站功能擴展系統(tǒng)在提高移動通信基站的資源利用率方面有積極的意義,實時并且實地的多種氣象信息和充電樁的使用情況的互聯(lián)網(wǎng)共享,為人們的生活與出行提高便利,實現(xiàn)大數(shù)據(jù)時代的信息化實際應用,推動電動車的發(fā)展,為節(jié)能環(huán)保做出貢獻。
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圖片說明： 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)，采集充電樁的地理位置信息和多息，有效實現(xiàn)顯示模式的多樣性和數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。本系統(tǒng)的客戶端采 Android 智能手機和電腦終端。此外，鑒于 WiFi 無線傳輸協(xié)議具有實覆蓋范圍適中等諸多優(yōu)點，，移動終端利用基于 Android 操作系統(tǒng)的智能信息接收終端，節(jié)省顯示器成本，增加可移動性。手機和電腦終端上的代替?zhèn)鹘y(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)，提高了對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析的效率，增加了數(shù)據(jù)遞和共享功能。動基站功能擴展系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)分析了本系統(tǒng)設(shè)計的順利進行，在前期資料收集過程中，本文針a2560 單片機、Android 應用軟件開發(fā)和 Web-GIS 開發(fā)三個方面進行了論基礎(chǔ)分析。Tmega2560 嵌入式軟件開發(fā)的理論基礎(chǔ)分析
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圖片說明： 總體設(shè)計及功能設(shè)計是由 ATmega2560 為核心的中央控制模塊分析和處理數(shù)據(jù)、溫濕度、風速、地震波等傳感器數(shù)據(jù)，和充電樁的電壓值、計費等信息，以及時間、經(jīng)緯度、海拔等數(shù)據(jù)，顯示在液晶顯 SD 卡中，并將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)發(fā)送模塊以無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送軟件的 Android 智能手機和電腦上，通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)多地區(qū)的信息共享。站功能擴展系統(tǒng)的總體設(shè)計由數(shù)據(jù)處理發(fā)送系統(tǒng)與數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)兩大系統(tǒng)組成，其中，數(shù)括中央處理模塊、PM2.5、地震波、風速等傳感器綜合模塊、 卡存儲模塊、顯示模塊和無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊六大模塊，數(shù)據(jù)智能手機和多臺電腦。系統(tǒng)原理框圖如圖 3-1 所示。
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.5;TP393.09

【參考文獻】

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本文編號：2516151