近年來,地震災(zāi)害頻繁發(fā)生,對我國的經(jīng)濟(jì)造成了極大的損失,對人民的安全也有著極大的危害,1976年的唐山大地震、2008年的汶川大地震和2010年的玉樹大地震,至今仍然令人感到畏懼。通過對地震所造成的損失的研究,最終發(fā)現(xiàn)大部分的損失來自于基礎(chǔ)設(shè)施的損壞,因此,需要對這些基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行結(jié)構(gòu)監(jiān)測,并且在地震時能對建筑的震動信息進(jìn)行采集與傳輸。本文采用了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸工作,并設(shè)計(jì)了用于路由建立的AODV路由協(xié)議和用于控制信道的MAC協(xié)議。AODV協(xié)議主要是對路由請求、路由應(yīng)答、路由錯誤三種報文的處理流程的設(shè)計(jì),并且通過查閱文獻(xiàn)了解到發(fā)送一個數(shù)據(jù)包所消耗的能量與發(fā)射功率和傳輸距離成正相關(guān),在本課題中所有節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率均為30d Bm,因此能量消耗只受傳輸距離的影響。為了降低能量消耗,需要選取長度最短的路由進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,故本文中的AODV協(xié)議將以最小傳輸距離取代最小跳數(shù)作為路由選取的標(biāo)準(zhǔn)。MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)采用了載波偵聽機(jī)制和二進(jìn)制退避算法,以達(dá)到提高信道資源利用率和降低網(wǎng)絡(luò)功耗的目的。在數(shù)據(jù)采集方面,根據(jù)傳感器的輸出信號,本文選取AD4111芯片作為AD轉(zhuǎn)換器,通過對AD4111芯片... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MAC協(xié)議工作流程

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-31-第4章地震數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)本章為系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、無線通信模塊和電池及電源管理模塊。數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)采集地震數(shù)據(jù)，由傳感器將地震信號轉(zhuǎn)化為電信號，再經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，之后送入組網(wǎng)中進(jìn)行傳輸。無線通信模塊由LORA模塊、4G模塊和STM32開發(fā)板組成，內(nèi)部協(xié)議采用AODV協(xié)議和MAC協(xié)議，負(fù)責(zé)對采集到的信號進(jìn)行傳輸。電池及電源管理模塊用于系統(tǒng)中各個模塊的供電。4.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)搭建系統(tǒng)主要分為四個模塊：數(shù)據(jù)采集模塊、無線通信模塊、處理器模塊以及電池與電源的管理模塊。整體結(jié)構(gòu)如圖4-1所示：圖4-1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖數(shù)據(jù)采集模塊主要由傳感器和AD轉(zhuǎn)換器組成，傳感器用于將采集到的地震信息轉(zhuǎn)換為電信號，接著由AD轉(zhuǎn)換器將傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便接下來在組網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行傳輸。其中，AD轉(zhuǎn)換器采用AD4111芯片，信號調(diào)理主要是對傳感器采集到的信息進(jìn)行濾波處理，這是因?yàn)榈卣鸬沫h(huán)境復(fù)雜，采集到的信息較為混亂，需要濾除一些無用的信息。無線通信模塊由LORA模塊和4G模塊組成，LORA模塊用于組網(wǎng)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸，4G模塊可將數(shù)據(jù)發(fā)送至云服務(wù)器中，以便于任意時刻查看采集到的信息。處理器模塊為STM32開發(fā)板，主要功能有：配置AD4111芯片、配置LORA模塊和4G模塊以及AODV協(xié)議和MAC協(xié)議的程序編寫與實(shí)現(xiàn)等，是整個系統(tǒng)的核心部分。電池及電源管理模塊用于各個模塊的供電，并且具有電池和外部電源自動切換的功能，可以達(dá)到降低功耗的目的。

AD4111評估板

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本文編號：3343630