基于WLAN/LTE的多模电力通信终端设计与实现

摘要

本学位论文的研究课题来源于国网科技项目“面向电力移动互联应用的4G多业务承载关键技术研究”（SGRIXTKJ[2015]349号），主要完成了远程监测传输系统中基于WLAN/LTE的多模电力通信终端的设计与实现。本文针对电力移动互联应用中远程监测传输系统的业务要求和总体方案，在嵌入式平台上设计并实现了一种多模电力通信终端，实现3G/4G/WiFi多网融合。该多模通信终端以ARM Cortex-A8处理器S5PV210为核心，以嵌入式Linux为实时操作系统，通过Linux内核编译、驱动移植支撑3G、4G、WiFi网络设备正常工作，基于socket通信进行主程序编写，实现了数据接收处理、网络资源管理、终端设备管理等功能。经过系统联调和测试，实验结果表明研制的多模通信终端能够长时间稳定工作，可应用于电力传输系统及其他类似场景。
　　本文共包含5章内容，各个章节的主要内容如下:
　　第1章阐述了本文所研究课题的背景和意义，并介绍论文的主要内容和各个章节的内容安排。
　　第2章根据电力移动互联环境下远程监测传输系统的应用场景，分析系统的设计要求，给出系统总体方案以及多模电力通信终端的设计方案。在总体方案中，将远程监测传输系统划分为管控中心、多模终端和数据监测终端三个部分，分别介绍了各部分的作用。而多模电力通信终端的设计方案则细化了该部分各个模块的设计方案。
　　第3章在第2章方案介绍的基础上，介绍了搭载ARM Cortex-A8处理器的多模通信终端的嵌入式硬件开发平台，完整的搭建了嵌入式软件开发环境，并完成了定制、移植嵌入式文件系统及3G模块、4G模块、WiFi模块驱动的工作。
　　第4章在给出整个系统的软件结构的基础上，详细阐述了多模通信终端的多线程实现机制、程序功能模块的划分及其代码实现方式。本章在socket套接字编程的基础上，完成了数据接收、数据处理、网络资源管理、终端设备管理几个功能模块的代码编写。
　　第5章搭建了多模通信终端的测试环境，针对各项功能逐一进行测试，并给出测试的方式与结果。之后，对整个远程监测传输系统进行联调和测试，系统联调测试的结果表明研制的多模通信终端可快速、稳定的完成相关业务。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景和意义

1．2 论文主要内容及各章节安排

第二章 远程监测传输系统总体方案

2．1 远程监测传输系统的应用场景

2．2 远程监测传输系统的总体方案

2．3 多模电力通信终端的总体方案

2．4 本章小结

第三章 多模终端硬件平台的设计与实现

3．1 多模终端硬件平台概述

3．1．1 主控模块

3．1．2 3G网络接入模块

3．1．3 4G网络接入模块

3．1．4 WiFi网络模块

3．2 嵌入式平台开发环境的搭建

3．3 嵌入式系统的移植

3．4 通信模块设备驱动的实现

3．4．1 3G网络模块驱动

3．4．2 4G网络模块驱动

3．4．3 WiFi网络模块驱动

3．5 本章小结

第四章 多模终端应用软件系统的设计与实现

4．1 应用软件系统总体结构设计

4．2 软件系统功能模块设计方案

4．2．1 管控中心程序

4．2．2 多模终端程序二

4．2．3 数据监测终端程序

4．3 socket通信方案设计

4．3．1 socket通信过程

4．3．2 通信协议的设计

4．3．3 消息类型的设计

4．4 多模终端程序的具体实现

4．4．1 多线程机制设计

4．4．2 数据接收线程的实现

4．4．3 数据处理线程的实现

4．4．4 网络管理线程的实现

4．4．5 终端设备管理线程的实现

4．5 本章小结

第五章 系统联调与测试

5．1 多模终端测试环境

5．2 多模终端的功能测试

5．2．1 数据接收处理功能的测试

5．2．2 网络资源管理功能的测试

5．2．3 终端设备管理功能的测试

5．3 远程监测传输系统联调测试

5．4 本章小结

结束语

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果