本文關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星短報文通信控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：信息時代的深入發(fā)展,改變著人們的生活方式,推動著社會不斷進(jìn)步。其中,網(wǎng)絡(luò)通信起著基礎(chǔ)性作用。特別在海上、沙漠、山區(qū)、森林等偏遠(yuǎn)地區(qū),電力供應(yīng)難以保障,移動基站無法全面覆蓋。當(dāng)前,解決這類通信問題的唯一辦法就是依靠衛(wèi)星作為中繼進(jìn)行通信。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自主研發(fā)、目前正在實施的、獨立運行的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng),其快速定位、精密授時和短報文通信是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的三大功能。北斗衛(wèi)星短報文通信功能是北斗衛(wèi)星所獨有的功能,它為海上、野外、山區(qū)、森林等偏遠(yuǎn)地區(qū)的通信提供了較為可靠的解決方案。本文首先闡述了信息的重要意義,分析北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),結(jié)合嵌入式系統(tǒng)和Zigbee無線通信技術(shù),提出基于Arduino的北斗衛(wèi)星短報文通信控制系統(tǒng)的設(shè)計方案。北斗衛(wèi)星短報文通信控制系統(tǒng)由五大模塊組成：Zigbee無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、網(wǎng)絡(luò)及顯示模塊、電源管理模塊、Arduino主控模塊和北斗終端模塊,本文詳細(xì)設(shè)計了每個模塊的硬件電路和軟件程序。Zigbee無線數(shù)據(jù)傳輸模塊選用CC2530作為處理核心,驅(qū)動DHT11溫濕度傳感器和MQ-2煙霧傳感器采集數(shù)據(jù)并通過Z-Stack協(xié)議棧無線發(fā)送數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)及顯示模塊將Arduino主控中心配置為簡單的服務(wù)器,用戶可以通過瀏覽器瀏覽網(wǎng)頁或者查看TFT顯示屏實時監(jiān)控節(jié)點數(shù)據(jù)。電源管理模塊以Arduino pro mini作為處理核心,為Arduino主控中心供電,并實時監(jiān)控和顯示電池電量。Arduino主控中心連接各個模塊,結(jié)合可靠傳輸算法,驅(qū)動BDG-MF-05型北斗終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試,實驗結(jié)果表明本文設(shè)計的北斗衛(wèi)星短報文通信控制系統(tǒng)通信質(zhì)量高,通信成本低,且通信可靠性和穩(wěn)定性強,為偏遠(yuǎn)地區(qū)的通信提供了可行的設(shè)計方案。
【關(guān)鍵詞】：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng) Zigbee無線通信技術(shù) Z-Stack協(xié)議棧 Arduino BDG-MF-05型北斗終端
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN967.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題選題背景與意義10-11
• 1.1.1 課題選題背景10-11
• 1.1.2 課題選題意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究與應(yīng)用11-13
• 1.2.1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展11-12
• 1.2.2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)國內(nèi)外研究與應(yīng)用12-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及文章結(jié)構(gòu)安排13-14
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容13
• 1.3.2 文章結(jié)構(gòu)安排13-14
• 1.4 本章小結(jié)14-16
• 第二章 北斗衛(wèi)星短報文通信控制系統(tǒng)總體設(shè)計16-22
• 2.1 系統(tǒng)總體需求分析16-17
• 2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計17-18
• 2.3 系統(tǒng)方案論證18-20
• 2.3.1 無線數(shù)據(jù)傳輸方案18-19
• 2.3.2 嵌入式主控中心選擇19
• 2.3.3 網(wǎng)絡(luò)與顯示方案19-20
• 2.3.4 電源管理方案20
• 2.3.5 系統(tǒng)總體方案論證20
• 2.4 本章小節(jié)20-22
• 第三章 北斗衛(wèi)星短報文通信控制系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)22-44
• 3.1 北斗衛(wèi)星短報文通信控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成22-23
• 3.2 ZIGBEE無線數(shù)據(jù)傳輸模塊23-29
• 3.2.1 DHT11溫濕度傳感器23-24
• 3.2.2 MQ-2煙霧傳感器24-26
• 3.2.3 ZIGBEE無線數(shù)據(jù)傳輸26-29
• 3.3 網(wǎng)絡(luò)與顯示模塊29-33
• 3.3.1 網(wǎng)絡(luò)模塊29-31
• 3.3.2 顯示模塊31-33
• 3.4 電源管理模塊33-38
• 3.4.1 電源管理模塊電路設(shè)計34-35
• 3.4.2 電源管理模塊程序設(shè)計35-38
• 3.5 ARDUINO主控模塊38-42
• 3.5.1 BDG-MF-05型北斗衛(wèi)星終端38-39
• 3.5.2 ARDUINO主控中心電路設(shè)計39-40
• 3.5.3 ARDUINO主控中心程序設(shè)計40-42
• 3.6 本章小結(jié)42-44
• 第四章 北斗衛(wèi)星短報文通信控制系統(tǒng)軟件開發(fā)44-56
• 4.1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)短報文通信44-45
• 4.1.1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)短報文通信機制44-45
• 4.1.2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)短報文通信特點45
• 4.1.3 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)短報文通信限制45
• 4.2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)短報文通信協(xié)議45-49
• 4.2.1 北斗衛(wèi)星短報文通信數(shù)據(jù)接口規(guī)范45-47
• 4.2.2 北斗衛(wèi)星短報文通信發(fā)送報文與接收報文格式47-49
• 4.3 可靠傳輸原理49-51
• 4.3.1 停止等待協(xié)議50
• 4.3.2 連續(xù)ARQ協(xié)議50-51
• 4.4 北斗衛(wèi)星短報文可靠傳輸算法設(shè)計51-55
• 4.4.1 分包類型51-53
• 4.4.2 可靠傳輸算法設(shè)計53-54
• 4.4.3 發(fā)送端與接收端程序設(shè)計54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 北斗衛(wèi)星短報文通信控制系統(tǒng)調(diào)試與分析56-68
• 5.1 硬件模塊調(diào)試56-62
• 5.1.1 ZIGBEE無線數(shù)據(jù)傳輸模塊調(diào)試與結(jié)果56-58
• 5.1.2 網(wǎng)絡(luò)與顯示模塊調(diào)試與結(jié)果58-62
• 5.1.3 電源管理模塊調(diào)試與結(jié)果62
• 5.2 北斗衛(wèi)星短報文通信控制系統(tǒng)調(diào)試62-64
• 5.2.1 調(diào)試環(huán)境63
• 5.2.2 通信調(diào)試63-64
• 5.3 結(jié)果與分析64-66
• 5.4 本章小結(jié)66-68
• 總結(jié)與展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果74-76
• 致謝76

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