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矿井WLAN终端设计及其漫游切换技术研究

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1 绪论

1.1课题研究背景和意义(Background and Significance of the Paper)

1.2国内外研究现状(Research States of Home and Abroad)

1.3论文研究内容(Research Contents of the Paper)

1.4论文组织结构(Organization Structure of the Paper)

2 矿井WLAN漫游切换关键技术

2.1 Wi-Fi技术介绍(Introduction of Wi-Fi)

2.2 WLAN漫游切换及其延时分析(WLAN Roaming and Analysis of it’s Handover Delay)

2.3 国内外相关解决方案(Related Works of Home and Abroad)

2.4 本章小结(Conclusion of This Chapter)

3 移动视频监控终端硬件设计

3.1 系统总体电路设计(Overall Circuit Design of the System)

3.2 系统的硬件组成(Hardware of the System)

3.3 本章小结(Conclusion of This Chapter)

4 移动视频监控终端软件系统设计

4.1 交叉编译环境搭建(Construction of the Cross Compiling Environment)

4.2 U-Boot移植(U-Boot Transplant)

4.3 嵌入式Linux kernel剪裁及驱动配置(Linux Kernel Cut and Drives Configuration)

4.4 Wi-Fi通信主程序设计(Main Program Design of Wi-Fi Communication)

4.5本章小结(Conclusion of This Chapter)

5 切换决策算法的实现

5.1 相关切换触发准则与决策算法分析(Analysis of Related Switching Trigger Criteria and Decision Algorithm)

5.2 算法设计思路(Ideas of Algorithm Design)

5.3 基于背景扫描思想的切换算法的实现(Implementation of Handoff Algorithm Based on Backgrounds Scanning)

5.4 算法时延特性仿真对比分析(Simulation Comparative Analysis about Algorithm Delay Characteristics)

5.5 井下现场测试(Tests in Coal Mine)

5.6 本章小结(Conclusion of This Chapter)

6 总结

6.1 主要工作(Main Work)

6.2 展望(Outlook)

参考文献

作者简历

学位论文数据集

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摘要

随着煤矿信息化工作的不断推进,作为矿井有线通信网络的补充,无线网络在煤矿中的应用正逐步深入。在煤矿井下视频监控领域,传统有线视频监控系统由于缺乏移动性且在施工时存在大量的布线,已不能满足诸如移动目标监控及巡检等不便或无法使用有线视频监控的场合。采用有线结合无线的通信方式实现井下网络信号无缝覆盖,是今后煤矿井下通信系统的发展趋势。然而,由于无线局域网接入点的网络信号覆盖范围有限,用户只能在其通信范围内自由移动。当用户漫游至不同AP覆盖小区时,为防止通信中断,必然发生网络切换过程。此过程将产生相应的时延,假如时延过长,会明显影响到对实时性敏感类业务的通信质量。因此,如何缩短WLAN网络切换时延一直是人们研究的课题方向。本文围绕矿井WLAN终端设计及其漫游切换技术研究做了如下工作:
  (1)对矿井移动视频监控终端的实现所涉及的关键技术的研究。系统地分析了IEEE802.11网络切换发起条件和切换过程。分析了当前学者们对于提高切换性能做出的研究,并结合本文的研究背景探讨可行的改进方向。
  (2)完成基于WLAN技术的矿井移动视频监控终端的硬件设计。包括处理器、Wi-Fi模块的选择,视频采集模块、FLASH接口电路、SDRAM接口电路、DM9000以太网卡接口电路等外围接口电路的设计。
  (3)搭建绍嵌入式开发环境的,完成U-Boot的移植,完成根文件系统制作及Linux内核移植及主要驱动配置。
  (4)针对矿井特殊应用背景,通过分析传统IEEE802.11切换决策算法的特点,结合背景扫描的思想对漫游切换算法进行了有效的改进,提高了切换性能,保证切换过程的可靠性和有效性。搭建井下现场实验平台,验证理论分析结果。

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