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基于窄脉冲扩频技术的机车定位系统设计与硬件实现
资料介绍
无线定位技术综合了无线通信、网络技术、嵌入式系统及传感器技术等,是继互联网之后将对人类生活产生重大影响的热点技术。无线定位系统能够实时采集和处理不同目标的位置信息,应用前景广阔,是当前国际上研究的热点技术之一。
机车定位节点是无线机车定位系统的核心单元。主要由微处理器模块、无线数据收发模块、电源管理模块等构成。首先由无线数据收发模块测量不同目标间的距离信息,然后经过微处理器模块对距离数据进行处理,再通过无线数据收发模块传输给上位机。电源管理模块为无线机车定位节点提供能量并延长节点的使用寿命。由于无线定位节点的硬件资源有限,通信距离有限,处理和计算能力有限,在设计和使用无线定位节点时需考虑上述问题。
本文在收集并分析了几种经典无线定位节点的基础上,依据项目需求,设计了一种适合于无线机车定位系统的节点。主要选用了ATmega644v单片机、NA5TR1射频芯片及μPG2250T5N放大器等,利用模块化设计方案,完成固定节点和移动节点的设计。无线机车定位固定节点主要电路由NA5TR1的外围电路、微处理器外围电路、信号放大电路及各种接口电路等。根据机车定位现场的需要,设计了基于CH341的网关节点,实现了节点与上位机的连接,同时分析了机务段复杂环境对节点造成的干扰,并提出了一些对策。
依据项目需求,实现了定位节点芯片内部几个重要模块的软件功能。经过对无线定位节点的调试,节点的通信距离为200米,基本实现节点的定位功能,定位精度为3米。
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