基于Linux和ZigBee技術的旅客列車車內環(huán)境無線監(jiān)測系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著傳感器技術、嵌入式技術、通信技術的不斷發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡WSN應運而生。無線傳感器網(wǎng)絡是由大量傳感器節(jié)點以無線通信的方式構成的網(wǎng)絡拓撲,可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理、融合和傳輸應用,是現(xiàn)代信息技術中的一個新的發(fā)展領域,有著廣闊的應用前景。
　　 當前隨著我國鐵路向高速化、自動化和舒適化方向發(fā)展,旅客列車車廂內部環(huán)境的舒適性日益受到人們的關注,車廂內部環(huán)境狀態(tài)信息監(jiān)測逐漸成為鐵路管理的重要環(huán)節(jié)。因此,建立行之有效的監(jiān)控系統(tǒng)來保證鐵道客車

2、乘坐的舒適性顯得越來越迫切。基于此,論文設計了一個基于Linux技術和ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡的旅客列車車內環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。監(jiān)測系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對環(huán)境的溫度、空氣濕度、空氣氣壓以及一氧化碳濃度等車廂內部環(huán)境參數(shù)的實時采集、存儲、分析和顯示,實現(xiàn)監(jiān)測的靈活化、智能化。
　　 論文首先論述了國內外旅客列車車內環(huán)境監(jiān)測的發(fā)展概況和無線傳感器網(wǎng)絡的應用概況,通過對嵌入式技術與基于IEEE802.15.4的ZigBee技術特點、協(xié)議棧體系、網(wǎng)

3、絡拓撲、網(wǎng)絡建立流程,路由實現(xiàn)的分析,針對旅客列車車內環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的應用需求,提出了無線監(jiān)測系統(tǒng)總體設計方案。然后,對嵌入式無線監(jiān)測系統(tǒng)所涉及到的ZigBee無線通信網(wǎng)絡功能模塊和ARM通信控制器功能模塊進行了簡要的介紹,分析了各個模塊的結構。針對各個功能模塊特點,完成了具體軟硬件設計。
　　 設計了ZigBee無線通信網(wǎng)絡節(jié)點功能模塊的硬件平臺,結合所設計的硬件平臺搭建了實驗系統(tǒng),并完成了無線通信網(wǎng)絡的組網(wǎng)實驗,實現(xiàn)了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)

4、傳輸,驗證了無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點預期功能。同時,設計了ARM通信控制器功能模塊的硬件平臺。說明了基于ARM微處理器和基于嵌入式Linux下MiniGUI的人機界面的軟件、控制器硬件設計過程,介紹了該系統(tǒng)控制器的硬件的整體結構并給出了各部分硬件設計的原理圖。開發(fā)了相關串口驅動程序和MiniGUI狀態(tài)監(jiān)測界面主程序。
　　 最后對監(jiān)測系統(tǒng)進行了網(wǎng)絡性能測試,對測試結果進行了分析。實驗結果表明,無線傳感器網(wǎng)絡監(jiān)測系統(tǒng)建網(wǎng)過程成功,系統(tǒng)實