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机车无线定位自组网技术研究与实现
资料介绍
随着铁路行业的大发展,铁路运输业如火如荼。机车在铁路上运行一段时间后,都会进入机务段进行例行检查。这样导致了进出机务段内的机车很多,管理负荷较高。为了实现机务段信息化管理,机务段需要对机车进行无线定位。将进入机务段的每辆机车安装上电子标签,利用无线射频技术、定位算法和无线自组网络组成一个机车智能管理系统。实现对机车的导航。本文将围绕机车智能管理系统中的无线自组网络进行研究。
无线自组网(Ad Hoc)由具有无线收发能力的移动节点组成。其通信靠可移动节点之间的相互协调,以无线多跳的方式完成。无线自组网络是无固定基础设施支撑的动态可重组多跳网络。具有自组织、无中心、动态拓扑、多跳路由等特点。运用于军事通信、环境监测、灾后现场临时通信等。然而网络拓扑的动态变化给无线自组网的路由协议设计带来了巨大的挑战。
本文首先概述了无线自组网的定义及特点,在此基础上对其研究现状进行了分析。接着介绍了自组网系统的关键技术,信道接入技术、路由技术和网络传输质量。据此,本文详细介绍了IEEE802.15.4标准,包括标准中的物理层(PHY)和媒体接入层(MAC)层之间的原语通信以及节点间MAC层与MAC之间的通信。IEEE802.15.4是为低功耗而提出来的,为了让节点节约更多的能量,标准中采用基于冲突避免的载波多址协议(CSMA／CA)来减少信道的碰撞,减少更多的功率损耗。接着介绍了几种典型的无线自组网路由协议,结合IEEE802.15.4标准中的链路反馈机制和AODV路由协议,文中采用M-AODV路由算法来寻找目标节点。结合机务段的实际情况,根据IEEE802.15.4标准和M—AODV路由协议建立了无线自组网。最后在NA5TR1射频芯片和ATMEGA644v单片机平台上,进行软件设计。最终完成程序编写和调试工作。
论文在完成调试工作后,分别对整个机车无线定位自组网系统进行测试。结果表明:路由发起者能很好的寻找到目的节点,且能很好的将数据信息传输到目的节点；在单信标和多信标的情况下,都能很好的实现多跳传输。
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