分布式生命探测雷达无线数据传输系统设计

论文摘要

中国地处环太平洋地震带和亚欧地震带之间,受太平洋板块、印度板块、菲律宾板块挤压,地震灾害频繁,给我国造成巨大的财政损失和人员伤亡。灾害发生过后,快速准确定位地震废墟被困人员位置是灾后救援的首要任务。分布式生命探测雷达协同探测技术是解决灾后大面积废墟被困人员快速检测与定位难题的重要手段之一,单次探测就可以覆盖大面积废墟,快速检测地震废墟下是否存在被困人员。然而在整个探测过程中,如何高效、可靠的实现分布式生命探测雷达数据采集传输是分布式生命探测雷达协同生命探测技术的技术难点之一。为解决该技术难点,本文采用低功耗RF芯片(NRF24L01P),结合生命探测雷达设计了一套分布式无线数据传输系统。该系统成功将多个生命探测雷达采集的数据通过无线链路传输到上位机,同时上位机也能够通过无线链路控制每个生命探测雷达的工作状态。本论文主要研究工作如下:1.对比分析不同生命探测雷达技术,确定采用超宽带步进变频雷达搭建分布式生命探测系统,并提出了分布式无线传输系统总体设计方案。2.根据系统总体设计方案,完成发射端转接板、无线模块、接收端转接板硬件电路设计。分模块详细阐述了各部分硬件选型、设计思路,并给出了各电路板的硬件电路设计原理图,然后对所设计的无线模块的通信距离进行了理论验证。3.在系统的硬件电路基础上,分模块进行了系统软件设计。在FPGA上完成生命探测雷达数据采集程序设计、发射端程序设计,并对所设计程序进行了仿真验证;在STC单片机上完成了一对多的无线通信程序、W5500驱动程序设计,并设计了TDMA模式的无线通信协议,解决多个雷达节点数据传输干扰问题。4.将编写的程序下载到对应电路板上进行单板调试,并单独对无线模块通信性能进行了测试。然后搭建了无线数据传输系统进行系统联调,成功采集到多个雷达节点的数据。最后对系统存在的问题进行了分析总结,并提出了改进思路。本文针对分布式生命探测雷达系统,设计了一套无线数据传输系统,解决了分布式生命探测雷达协同探测技术的多点数据传输问题;一定程度上促进了分布式生命探测雷达协同探测技术研究,对分布式生命探测雷达硬件设计也有一定参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 论文研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 本文研究内容和章节安排
• 第2章 系统总体设计方案
•   2.1 系统设计要求
•   2.2 系统总体框图
•   2.3 生命探测雷达技术指标
•   2.4 短距离无线通信技术选择
•   2.5 本章小结
• 第3章 系统硬件实现
•   3.1 系统硬件结构框图
•   3.2 发射链路硬件实现
•   3.3 无线模块硬件实现
•     3.3.1 无线收发芯片技术参数
•     3.3.2 RFX2401C技术参数
•     3.3.3 无线模块电路设计
•     3.3.4 无线模块天线选型
•     3.3.5 无线传输距离的计算
•     3.3.6 系统硬件抗干扰措施
•   3.4 接收链路硬件实现
•     3.4.1 接收链路硬件总体设计
•     3.4.2 单片机外围电路设计
•     3.4.3 W5500 网口驱动电路设计
•   3.5 本章小结
• 第4章 系统软件实现
•   4.1 系统软件开发环境及工具
•   4.2 系统软件设计
•     4.2.1 生命探测雷达数据采集程序设计
•     4.2.2 发射端程序设计
•     4.2.3 接收端程序设计
•   4.3 无线传输通信协议
•   4.4 本章小结
• 第5章 系统调试及结果分析
•   5.1 系统模块调试
•     5.1.1 生命探测雷达调试
•     5.1.2 发射端转接板调试
•     5.1.3 无线模块调试
•     5.1.4 接收端转接板调试
•   5.2 无线模块通信能力测试
•   5.3 系统联调
•   5.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得学术成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李海林

导师: 郭勇

关键词: 分布式生命探测雷达,通信协议

来源: 成都理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 地质学,地球物理学,无线电电子学,电信技术

单位: 成都理工大学

分类号: P315.9;TN959;TN791

DOI: 10.26986/d.cnki.gcdlc.2019.000289

总页数: 70

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