基于SOPC系統(tǒng)的智能傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是由大量的傳感器末端和具備自組網(wǎng)和多跳功能的無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)組成的一個(gè)傳感網(wǎng)絡(luò)，廣泛應(yīng)用在戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知，環(huán)境監(jiān)測(cè)，醫(yī)療數(shù)據(jù)收集，智能交通，智能家居，工業(yè)制造等領(lǐng)域。論文結(jié)合當(dāng)前鐵路貨物運(yùn)輸?shù)男枨?，設(shè)計(jì)了基于 SOPC系統(tǒng)的智能傳感網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了貨運(yùn)列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與跟蹤。論文將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和SOPC系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，形成了“智能”傳感網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)更新傳感器數(shù)據(jù)并顯示在LCD屏幕和遠(yuǎn)程地面中心的網(wǎng)頁(yè)上，并自主識(shí)別傳感器報(bào)

2、警，自主監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，自主恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)。
　　論文的 SOPC器件選用 Xilinx公司的 Zynq-7000系列的 XC7Z020，在Zynq-7000上移植了Linux操作系統(tǒng)，通過(guò)TCP協(xié)議的網(wǎng)口，RS-232串口實(shí)現(xiàn)和其他通信模塊的數(shù)據(jù)交互，同時(shí)在Linux系統(tǒng)上運(yùn)行QT界面，實(shí)現(xiàn)信息的圖形顯示。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)選用TI公司基于ZigBee協(xié)議的CC2530。在CC2530芯片上移植了Z-Stack協(xié)議棧，通過(guò)協(xié)議棧的 OSAL系

3、統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，RS-232串口通信以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)功能。論文研究的內(nèi)容主要分為以下幾個(gè)方面：對(duì)Zynq-7000 SOPC芯片的設(shè)計(jì)平臺(tái)的設(shè)置與操作系統(tǒng)啟動(dòng)進(jìn)行研究，并通過(guò)SDK編寫(xiě)了Socket程序完成TCP和UDP的通信功能。
　　根據(jù)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) SOPC主控計(jì)算機(jī)程序。程序需要融合通信模塊，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的功能，并且對(duì)異常信息進(jìn)行判斷與處理，還要設(shè)計(jì)與QT程序的通信接口。程序設(shè)計(jì)了多個(gè)線程監(jiān)聽(tīng)通信模塊和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)信息

4、數(shù)據(jù)，通過(guò) Xilinx提供的SOPC交叉編譯工具將SOPC主控計(jì)算機(jī)程序編譯成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，再和QT界面程序結(jié)合生成最后完整的可執(zhí)行程序。
　　根據(jù)系統(tǒng)方案對(duì)QT程序進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。QT程序主要包括各界面設(shè)計(jì)和ServerAdapter通信接口設(shè)計(jì)。對(duì)TI的Z-Stack協(xié)議棧進(jìn)行研究，重點(diǎn)研究了OSAL操作系統(tǒng)抽象層的運(yùn)行機(jī)制。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)完成了應(yīng)用層的程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，協(xié)議解析，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，接口通信的功能。