CBTC系统LTE-M无线专网列车接入单元的研制与应用

城市轨道交通车地综合通信系统的稳定性是目前地铁正常运营面临的最大问题之一。为提高通信的安全性和可靠性,城市轨道交通无线车地通信由WLAN通信技术升级为长期演进技术（LTE）。文章在综合分析城市轨道交通车LTE技术的基础上,根据CBTC系统城市轨道交通车地综合通信系统（LTE-M）需求规范的要求,研制了一种LTE-M无线专网车地通信设备列车接入单元。其采用1.8 GHz TD-LTE专有移动网络和VPN安全接入技术,在车地间建立起安全可靠的通信链路。经通信打流测试,列车接入单元能够经过专网核心网与地面服务器通信,且通信速率稳定、延时小于150 ms、无丢包现象,可以满足承载CBTC控制业务、乘客信息系统、视频监控系统等数据接入服务要求。     

基于聚合等级的5G通信下行信道传输控制系统设计

为提高5G通信下行信道的传输稳定性,提升传输控制系统存在的控制效果,设计并开发了基于聚合等级的5G通信下行信道传输控制系统。改装DSP协处理器、通信数据采集器以及信道传输控制器,完成硬件系统的优化。根据信道的空间结构和工作原理,构建通信下行信道模型,判定通信下行信道实时状态。在该模型下,采集通信下行信道的实时传输数据,根据信道的聚合等级,分配信道传输资源。最终从信道增强、发送/接收端、传输干扰、传输速度等方面,实现系统的传输控制功能。通过系统测试实验得出结论,设计系统的传输速率控制误差、信道传输丢包量和信道拥塞概率均有所降低,即设计系统在传输控制功能方面更具优势。     

SUPMAX800在轨道交通通信系统中的应用

城市轨道交通通信系统是一个庞大复杂的系统,它包含了电源、电视、广播、传输等子系统,其每一个子系统都包含一个独自的监控系统。基于SUPMAX800分散控制系统平台,将通信系统的各个子系统的数据和告警通过各种不同的方式接入到系统平台,构成了轨道交通通信系统的集中监视和统一告警系统。控制中心值班员通过一台终端,就可以监视到整个通信系统的重要数据和告警。该套系统目前已经应用于上海轨道交通四号线通信系统。     

基于LoRa技术的高压输电设备在线监测系统设计

偏远地区高压输电设备由于没有网络,在线监测数据的实时传输是实际应用中的一个难点问题。为此,文章设计了一种基于泛在物联网和LoRa技术的高压输电设备在线监测系统,其通过构建低功耗、远距离传输的LoRa无线通信自组织网络,将前端传感器采集的输电设备状态信息及其他数据传输到LoRaWAN网关,再通过5G无线网络将数据上传至后端服务器,实现在线监测系统的整体通信链路。模拟实验结果显示,与现有技术方案ZigBee、LoRa和NB-IOT相比,采用文中所设计的方案,系统传输速度（20～100 kbit/s）最快,且丢包率、传输时延和平均耗时（分别为1.6%、0.27 s和60 s）最低,表明该系统在具有较快传输速度的同时兼顾了低功耗远距离的特点,实现了数据的稳定传输,适用于偏远地区高压输电设备的在线监测。     

一种WSN组网可靠性测试系统的设计研究

WSN无线通信节点传输可靠性测试是物联网开发研究中重要理论与实践问题;因此提出了一种基于新型串口级联HUB总线通信与星型WSN网络对比的实践方案;文章阐述该WSN组网可靠性测试系统的基本思路、有线通信硬件SCI-HUB集线器的硬件设计、无线通信WSN节点的软硬件设计及PC机方通信测试软件设计;理论分析及实践表明,该方案可有效测试WSN无线通信节点的丢包率,测试样本的丢包率一般在98%以上,为分析WSN网络性能提供了一种切实有效的技术方案。     

5G通信技术在城市轨道交通中的应用研究

基于5G通信技术在城市轨道交通中的应用研究,阐述5G通信技术的基本内容,分析城市轨道交通中的通信,探索5G通信技术在城市轨道交通中的具体应用,包括高速通信中的应用、端到端通信中的应用、大规模天线列阵中的应用以及绿色通信中的应用。5G通信技术对城市轨道交通发展具有重要作用,需要深入挖掘和利用5G通信技术的优势。     

双协议融合的WSNs温室环境监控系统设计

针对温室环境数据无线采集、视频监控及远程管理的需求,设计了一种基于无线传感器网络（ WSNs）的智能温室环境监控系统。系统采用ZigBee和WiFi融合通信技术组成智能网关,其中,ZigBee无线通信设备用于采集温室环境数据,WiFi通信设备用于无线视频传输和远程通信。所设计系统既避免了传统温室环境有线监控安装和维护的繁琐,同时解决了ZigBee WSNs传输速率较低、无线传输距离较近的缺点,温室环境监控功能得到拓展。经过测试验证,正常情况下网络丢包率小于1%,系统实现了温室环境远程监控管理的各项性能,具有良好的应用性和可扩展性。     

基于北斗卫星的航天器监控系统数据通信技术

传统的通信技术在航天器监控系统上通信信号接收清晰率差,监控系统数据通信效率低,针对上述问题,基于北斗卫星研究了一种新的航天器监控系统数据通信技术,通过数据参数收集、数据指令查找、数据通信收集实现航天器监控系统通信数据收集,采取基于信息语言表述方式,进行航天器运行时间实时数据传输控制,利用矢量计算和精度分析确定航天器监控系统通信数据。对比实验结果表明,基于北斗卫星的航天器监控系统数据通信技术通信信号接收清晰率高,监控系统数据通信效率好。     

基于ZigBee的物联网智能家居控制系统

设计了一种基于ZigBee的物联网智能家居控制系统的总体方案,通过分析各种无线通信技术的特点和应用场合,设计了以Linux系统为核心、以ZigBee无线通信技术进行信号传输并以GPRS通信技术进行系统远程监控的物联网智能家居控制系统,实现了对智能家居的统筹管理,体现了智能家居的网络化、人性化和智能化。     

嵌入式远程实时监控图像传输控制系统设计

针对当前图像传输过程易出现信息丢失、耗时过长等问题,提出一种嵌入式远程实时监控图像传输控制系统设计方法;该设计方法基于STM32模式,通过STM43模式连接电源电路、接口电路、监控数据传输电路模块,到监控图像传输控制系统整体结构,将监控图像数据经IP网络与客户端相连实现监控图像传输,最后分别对监控信号处理模块和图像检测模块的算法进行优化;实验证明,所设计系统有效避免了图像传输中图像信息丢失现象,具有实践价值。     

城市轨道交通车地无线通信系统性能评估平台的研究与实现

为了评估城市轨道交通车地无线通信系统的性能,通过分析城市轨道交通无线环境特点,利用半实物仿真,模拟无线传输信道,结合干扰信号源模拟不同的干扰环境,设计实现了一个城市轨道交通车地无线通信系统性能评估平台。通过该平台,可对车地无线通信系统处于不同干扰场景或者不同切换频率的场景下进行性能评估。同时,该系统能够直接应用于基于CBTC的城市轨道交通线路,评估其车地无线通信系统的性能。     

自动获取软件操作信息的通信组件设计

为捕获软件操作界面和其上输入的信息以便于日后追溯生产情况,本文将客户端抓取的相关信息自动实时同步传输和集成到服务器端相应的数据表中,同时,服务器端需及时把接收的信息按照需求进行比对和分析,且将其结果实时传输给客户端。在这一相互通信中,会出现数据包猝发、丢失、实时性差等问题,为此,本文设计研究基于时间驱动机制、超时重发机制的网络通信组件,并实际应用于基于电子码的企业生产监管系统中,有效实现了客户端和服务器端之间的信息实时传输。     

基于物联网的智能家居远程无线监控系统设计

基于ARM920T内核的S3C2440、嵌入式Web服务、QT技术、无线组网技术,设计了智能家居监控系统,系统由智能家居主机、ZigBee/Wi-Fi无线传感控制网络、智能家居客户端软件组成。系统完成了智能家居主机的硬件和软件设计：在ARM平台上移植嵌入式Linux操作系统;使用gSOAP工具建立嵌入式Web服务;配置USB转串口驱动、无线Wi-Fi网卡驱动;组建ZigBee无线传感控制网络,完成对协调器节点以及终端节点的程序设计,制定了数据通信协议;使用QT技术设计客户端程序。最后,重点测试ZigBee网络的建立、终端节点入网和传感器节点数据传输。测试结果表明网络中的传感器节点能够将检测的信息传送到协调器中,智能家居客户端软件能够通过智能家居主机完成对家居环境的远程监测和控制。     

基于AES算法的远程水质监控系统设计

针对人工采样实时性差、传统水质监测系统的信息传输安全性低的问题,结合数据加密、无线通信、云服务器等技术,设计了一套水质监控系统。阐述了AES算法的实现原理和系统总体方案,并重点给出了以水质传感器、GPRS模块和STM32微控制器为基础的硬件设计与软件设计思路,制定了终端节点、云服务器、用户端三者之间的通信协议。实验结果表明,该系统运行稳定,安全性强,可实现水质监测和节点控制功能,将系统应用于水产养殖厂和污水处理厂中,会有良好的发展应用前景。     

城市交通监控中的一种基于Internet的传输控制协议

本文基于城市交通物联网及远程控制的发展趋势,提出一个设备无关的、可靠的、面向连接的传输控制协议,使各种交通设备的传输数据和控制命令能够以统一的数据格式进行表示和传输,并通过Internet来进行远程感知和控制。设计了设备和服务器间交互报文的数据格式,结合通信协议的原子性、次序性、实时性和容错性,实现了连接建立、数据传输、状态维护、丢包检测和重传机制、拥塞控制等关键技术。通过仿真和实验分析了可行性及传输性能。     

基于无线通信的配电网用户实时防窃电系统设计

由于传统系统存在防窃效果差的问题,结合无线通信网络,提出了配电网用户实时防窃电系统设计。根据系统总体结构,将无线通信网络作为载体,以现场RS-485总线为主要通讯方式设计硬件终端,通过双向通信向主站传递信息。采用ADE7758芯片作为防窃电主站核心芯片,保证各相电流在1000:1动态范围内误差最小,将通信接口与SPI兼容串行接口相连接,保证计量参数全部传递。采用无线网络接入方式设计无线通信服务器供电线路,使每一级负荷点计量都可用作实时通讯数据。采用.NET Remoting设计系统软件功能,通过计算主负荷节点用电量和实际线损率,实现配电网用户实时防窃电系统设计。由实验结果可知,该系统最高防窃效果可达到98%,确保配电网的可靠运营。     

基于无线通信组件的空调远程控制系统

为了实现利用移动客户端对空调的远程监控,提出在传统空调基础上增加无线通信组件及云平台的方案.设计了基于无线通信组件的空调远程控制系统,给出系统的整体框架及其组成并阐述了无线通信组件的硬件、软件设计思路,制订了无线通信组件与传统空调的接口协议.无线通信组件通过UART方式与传统空调相连,通过WiFi方式接入家庭无线路由器,完成了空调、云平台、移动客户端三者间的信息交互.测试结果表明,系统运行稳定,数据传输实时性好,实现了移动客户端对空调的远程监控,改进了传统空调的不足,提高了空调智能化程度,具有很强的实用性.     

城轨美式应答查询器状态分析与故障检测

城市轨道交通中应答器传输系统是对行进列车进行精确定位的关键系统,列车定位是保证基于通信的列车控制系统（CBTC）安全高效工作的前提。在运营过程中,应答器传输系统在因线路老化、列车振动、设备故障等原因出现信标丢失的故障,导致无法对列车进行定位而引起列车制动,这对列车运行造成极大的影响,更是线路运营的重大安全隐患。目前城市轨道交通中针对车载设备的故障,采取的检修方法是整体更换故障设备,维修成本高且效率低下。为减少车载设备故障情况,本文通过对应答器传输系统中的美式应答查询器的工作状态进行研究,旨在根据其工作状态判断应答查询器故障的具体位置,提出了一种针对应答查询器的故障的检测流程,为城轨车载设备的故障检测提供了指导,有良好的应用价值与实际意义。     

LoRa组网技术在胶带运输监控系统中的应用研究

针对胶带运输监控系统缺少无线数据传输通道,无法实现断线后自诊断信息上传、无线传感器接入、断线应急中继通信功能等问题,提出了一种应用于胶带运输监控系统的LoRa无线组网技术方案.针对链式组网结构比较适合胶带运输监控系统多点延伸的特点,采用了LoRa链式组网模式.根据LoRa链式组网传输模式的要求,确定了节点间的数据访问关系,将主机节点与子节点设计为一主多从的传输方式,节点根据相邻关系进行路由规划,组成单层链式网络.为满足数据传输需求,采用巡检应答式通信机制,通信过程遵循规则时序,信道通过时分进行有序利用.根据上述方案,给出了用于胶带运输监控系统的LoRa无线组网传输节点设备软硬件设计,并进行了测试,结果表明:LoRa链式组网模式传输性能可靠稳定,无线发送状态的节点功耗小于300 m W,10个节点组网传输时延为1.12 s,丢包率小于0.6%,可满足胶带运输监控系统对无线组网传输功能的需求.     

基于RPC的ARINC429总线远程实时通信方法

针对远程测试系统中ARINC429总线实时通信的需求,提出了基于RPC(Remote Procedure Call)的ARINC429总线远程实时通信方法。通过RPC实现了远程测试,而具体通信板卡控制及通信数据读写都由本地完成。远程测控应用程序通过RPC客户端DLL实现了透明化操作,本地控制器使用Windows与RTX双系统,设计了RPC服务端程序与RTSS程序,既实现了远程测试又保证了通信的实时性。实验结果表明,本方法实用性强,应用前景广泛。