本文關(guān)鍵詞：基于GPS的野生動物跟蹤系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取和傳輸方法研究

  更多相關(guān)文章： 跟蹤器 低功耗 GPS GSM/GPRS 全球星 Openscales STX2

【摘要】：目前,我國原產(chǎn)瀕危野生動物120多種,重點保護野生動物257種,動物保護的關(guān)鍵在于野生動物的棲息環(huán)境的保護,因此對野生動物日�；顒臃秶拇_定就顯得格外重要。傳統(tǒng)的人工跟蹤野生動物的方法費時費力,而且對工作人員的生命安全造成極大的威脅,針對這一問題,本文設(shè)計了基于衛(wèi)星定位技術(shù)與通訊技術(shù)結(jié)合的野生動物跟蹤系統(tǒng)。這種跟蹤器系統(tǒng)是通過GPS模塊獲得野生動物位置信息,再通過通訊模塊將采集數(shù)據(jù)定時的傳輸回到服務(wù)器端,最后通過基于GIS的動物軌跡顯示系統(tǒng)將獲取數(shù)據(jù)進行分析與顯示。主要內(nèi)容如下：(1)設(shè)計了兩種跟蹤器,一種是基于GPRS/GSM手機信號的GPS跟蹤器,另一種是基于Globalstar全球星通訊系統(tǒng)的GPS跟蹤器。分別使用MSP430F149單片機,NEO-6M模塊、DS1 8820傳感器和PCF8563作為跟蹤器的控制單元、GPS模塊、溫度傳感器和實時時鐘模塊。在通訊模塊方面,基于手機信號和全球星的跟蹤器分別選擇SIM900A和STX2模塊。通過對各個模塊的電源電路和接口電路設(shè)計完成了跟蹤器的硬件組成部分。(2)分別對NEO-6M、SIM900A、STX2的NEMA協(xié)議與UBX協(xié)議、AT指令、串行包命令的格式與命令內(nèi)容進行了研究。結(jié)合這些命令,利用跟蹤器的控制程序?qū)碾娏枯^大的GPS模塊NEO-6M、SIM900A和STX2的工作模式進行了在不同情況下的合理選擇,并且對所采集數(shù)據(jù)進行合理的壓縮處理和定時發(fā)送,在大部分時間里各模塊處于休眠或掉電狀態(tài),從而達到了跟蹤器的低功耗設(shè)計。(3)對基于GPRS/GSM手機信號的GPS跟蹤器實現(xiàn)了遠程短信控制的功能,完成對發(fā)送時間間隔、數(shù)據(jù)類型等選擇的功能。(4)開發(fā)了基于Openscales的電子地圖。實現(xiàn)了地圖基本操作、導航工具欄、圖層加載、雙屏聯(lián)動、圖層切換和動物軌跡繪制等基本方法。經(jīng)過模擬實驗表明,本文設(shè)計的跟蹤器系統(tǒng)成功的將采集數(shù)據(jù)壓縮,并以短信形式發(fā)送到手機中去,能夠完成野生動物跟蹤信息與傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送的功能,達到本設(shè)計的要求。
【關(guān)鍵詞】：跟蹤器 低功耗 GPS GSM/GPRS 全球星 Openscales STX2
【學位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：S863;P228.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1. 緒論12-17
• 1.1. 研究背景及意義12-13
• 1.2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1. 國外動物跟蹤器研究現(xiàn)狀13
• 1.2.2. 國外商業(yè)跟蹤器使用方法13-14
• 1.2.3. 國外動物跟蹤器組成部分14-15
• 1.2.4. 動物跟蹤器在我國的使用15-16
• 1.3. 本文的主要工作16-17
• 1.3.1. 跟蹤器終端硬件的設(shè)計與實現(xiàn)16
• 1.3.2. 跟蹤器終端軟件的設(shè)計與實現(xiàn)16
• 1.3.3. 系統(tǒng)服務(wù)器端軟件的設(shè)計與實現(xiàn)16-17
• 2. 野生動物跟蹤系統(tǒng)綜述17-26
• 2.1. 系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)17-24
• 2.1.1. GSM數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)17-18
• 2.1.2. GPRS數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)18-20
• 2.1.3. Globalstar全球星通訊系統(tǒng)20-23
• 2.1.4. 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)23-24
• 2.2. 跟蹤器的基本組成與實現(xiàn)功能24-26
• 2.2.1. 跟蹤器的基本組成24-25
• 2.2.2 跟蹤器主要實現(xiàn)的基本功能25-26
• 3. 基于GSM/GPRS的跟蹤器設(shè)計26-50
• 3.1. 基于GSM/GPRS跟蹤器的硬件設(shè)計26-36
• 3.1.1. MCU介紹及電路原理圖26-27
• 3.1.2. MSP430F149低功耗模式27-28
• 3.1.3. GPS模塊介紹及電路原理圖28-29
• 3.1.4 NEO-6M模塊的啟動模式29
• 3.1.5. NEO-6M模塊的工作模式29-30
• 3.1.6. GSM/GPRS模塊介紹及電路原理圖30-32
• 3.1.7. SIM900A模塊的工作模式32-33
• 3.1.8. SIM900A模塊的功耗情況33
• 3.1.9. 時鐘模塊介紹及電路原理圖33-35
• 3.1.10. 各模塊接口原理圖35-36
• 3.2. 各模塊的上電初始化36-40
• 3.2.1. NEMA協(xié)議格式說明37
• 3.2.2. GPS模塊NEO-6M的輸出信息選擇37-38
• 3.2.3. UBX協(xié)議格式說明38
• 3.2.4. GPS模塊的初始化命令38-39
• 3.2.5. 時鐘模塊PCF8563的初始化39-40
• 3.2.6. 時鐘模塊MSP430F149的初始化40
• 3.2.7. 模塊SIM900A的初始化40
• 3.3. 數(shù)據(jù)的獲取和壓縮40-42
• 3.3.1. DS18B20溫度傳感器數(shù)據(jù)的獲取40
• 3.3.2. NEMA協(xié)議GGA與RMC消息解析40-41
• 3.3.3. 觀測數(shù)據(jù)壓縮方法41-42
• 3.4. 數(shù)據(jù)的存儲與發(fā)送42-45
• 3.4.1. 數(shù)據(jù)的存儲機制43
• 3.4.2. SIM900A通訊的初始化準備43-44
• 3.4.3. SIM900A數(shù)據(jù)發(fā)送AT指令44-45
• 3.5. 主程序的功能實現(xiàn)45-48
• 3.5.1. 跟蹤模式45-46
• 3.5.2. 追蹤模式46
• 3.5.3. 短信遠程控制46
• 3.5.4. 程序流程圖46-48
• 3.6. 功耗估計48-50
• 4. 基于Globalstar通信衛(wèi)星的跟蹤器設(shè)計50-61
• 4.1. Globalstar通信衛(wèi)星模塊STX2特征描述50-55
• 4.1.1. STX2數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議51-52
• 4.1.2. STX2模塊的工作模式52-53
• 4.1.3. STX2模塊的串行包命令格式53-54
• 4.1.4. STX2模塊的常用串行包命令54
• 4.1.5. STX2模塊的配置參數(shù)54-55
• 4.2. 基于Globalstar通信衛(wèi)星跟蹤器的硬件設(shè)計55-57
• 4.2.1. 電源電路設(shè)計55-57
• 4.2.2. 天線安裝的注意事項57
• 4.3. 基于Globalstar通信衛(wèi)星跟蹤器的功能實現(xiàn)57-60
• 4.3.1. 數(shù)據(jù)的壓縮57-58
• 4.3.2. 串行包命令發(fā)送過程58
• 4.3.3. 程序流程圖58-60
• 4.4 功耗估計60-61
• 5. 基于GIS的服務(wù)器端軟件的設(shè)計與實現(xiàn)61-72
• 5.1 Flex Builder開發(fā)平臺簡介61-62
• 5.2 OpenScales前臺地圖框架類庫62-63
• 5.3 天地圖瓦片數(shù)據(jù)的加載格式63-64
• 5.4 GIS系統(tǒng)實現(xiàn)功能64-72
• 5.4.1. 地圖布局64-65
• 5.4.2. 地圖基本操作的實現(xiàn)65-66
• 5.4.3. 地圖導航工具欄66-67
• 5.4.4. 地圖雙屏聯(lián)動67-68
• 5.4.5. 地圖切換工具欄68-69
• 5.4.6. 比例標尺與經(jīng)緯度69
• 5.4.7 天地圖數(shù)據(jù)的加載69-70
• 5.4.8. 動物運動軌跡繪制70-72
• 6. 野生動物跟蹤系統(tǒng)的測試及結(jié)果分析72-75
• 結(jié)論與展望75-77
• 結(jié)論75
• 展望75-77
• 參考文獻77-81
• 附錄A 跟蹤器相關(guān)電路圖81-83
• 作者簡歷83-85
• 學位論文數(shù)據(jù)集85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魏華;陳淡;;車載衛(wèi)星天線掃描與跟蹤系統(tǒng)設(shè)計[J];閩江學院學報;2012年02期

2 劉俊;譚建軍;邵長高;;基于Flex的WebGIS框架設(shè)計與實現(xiàn)[J];計算機工程;2010年10期

3 董占勛;孫守遷;吳群;徐娟芳;;心率變異性與駕駛疲勞相關(guān)性研究[J];浙江大學學報(工學版);2010年01期

4 徐曉晗;唐小貝;趙健;;基于全球星實現(xiàn)無人機遠程通信[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2009年09期

5 羅曉珍;;MSP430系列單片機開創(chuàng)低功耗應(yīng)用新時代[J];機械管理開發(fā);2007年02期

6 劉強;楊曉君;朱建國;;地理信息系統(tǒng)及其在動物空間行為研究中的應(yīng)用[J];動物學研究;2007年01期

7 王力生;梅巖;曹南洋;;輕量級嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的設(shè)計[J];計算機工程;2007年02期

8 楊暉 ,鐘衛(wèi)晉;淺談全球星系統(tǒng)[J];現(xiàn)代通信;2003年05期

9 梁偉,鄭光美,張正旺,丁長青;利用無線電遙測位點分析紅腹錦雞的生境利用[J];動物學報;2003年02期

10 李德仁,李清泉,謝智穎,朱欣焰;論空間信息與移動通信的集成應(yīng)用[J];武漢大學學報(信息科學版);2002年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊紅軍;內(nèi)蒙古東部草原地區(qū)狼的家域及其生境選擇[D];東北林業(yè)大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 崔方方;無線終端實時定位和3G WebMapper發(fā)布系統(tǒng)的實現(xiàn)[D];中國海洋大學;2011年

2 武英潔;船用北斗/GPS聯(lián)合導航終端的研究[D];大連海事大學;2010年

3 張斌;基于COM的WEB船舶導航系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D];大連海事大學;2009年

4 王陽;部隊物資運輸平臺定位跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];東北大學;2009年

5 唐蓉;多通信方式下的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換[D];成都理工大學;2009年

6 王艷君;衛(wèi)星移動手持機關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安電子科技大學;2009年

7 李佳yN;基于GPS的浮動車系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸方式相關(guān)問題的研究[D];北京交通大學;2008年

8 張國秋;海事衛(wèi)星移動終端天線跟蹤系統(tǒng)的構(gòu)建[D];大連海事大學;2008年

，

本文編號：593590