智能车载终端信息采集和传输的研究与设计

摘要

随着物联网和智慧城市的快速发展，世界各个国家都在投入大量人力、物力从事这一方向的研究，特别是智能公共交通系统的研究已成为智慧城市研究的重要组成部分，智能车载终端信息采集与传输一直是研究的重点。从技术角度考虑，智能公交集信息采集和通信方面有着明显的特点，如何更有效可靠的解决这些问题是智能公交中面临的一个大难题。
　　本系统以嵌入式系统为基础，融合北斗导航定位技术，传感器技术以及无线通信技术，能够实时采集北斗导航定位信息，以及人数、温度等数据，通过无线通信模块发送到智能公交系统控制中心，控制中心可以向车载终端下达命令，以便进行实时跟踪监管。北斗导航系统无论是从安全角度，还是从技术角度都是可靠的。本系统对北斗导航芯片的电路进行了设计和编程操作，获取并解析北斗导航数据，为车载定位导航等服务提供便利。为了方便智能公交车辆的智能调度，本系统设计的AD信息采集模块，它提供对车辆的多种信息的采集，如车载人数、车门的开和关、油耗以及行车状态进行收集。这样，控制中心就可以制定相应的更智能的调度策略，更有效和方便的管理车辆运行。
　　在车载无线和有线的通信网络中，TCP是不可或缺的传输层协议，为了解决车载终端与控制中心之间通信问题，本系统专门设计了一套应用层通信协议，并重点研究了车载通信中TCP优化问题。针对车载通信节点移动性大、误码率高以及带宽易变动等特点，提出了一种依据可用带宽动态调整慢启动门限的拥塞控制策略。该方案根据当前网络的承载能力，改进TCP的拥塞控制算法。实验证明，本文设计的信息采集和传输各功能模块运行良好，功能稳定;同时，通过对TCP改进方案进行仿真实验，实验达到预期效果，提高了性能，改善了网络带宽利用。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容及任务

1．4 论文的组织结构

2 相关技术

2．1 北斗卫星导航系统介绍

2．1．1 系统简介

2．1．2 系统原理

2．1．3 系统优势

2．2 NMEA-0183

2．3 车载通信中TCP协议的优化介绍

2．3．1 通信方式和通信协议

2．3．2 TCP协议的优化

2．4 本章小结

3 智能车载终端系统信息采集与传输总体方案

3．1 系统需求分析

3．2 系统总体功能与结构设计

3．3 系统选型

3．3．1 车载终端系统

3．3．2 车载终端硬件平台

3．3．3 车载终端软件平台

3．4 本章小结

4 系统设计与实现

4．1 北斗导航模块设计

4．1．1 硬件设计

4．1．2 软件设计

4．2 AD信息采集模块设计

4．2．1 硬件设计

4．2．2 软件设计

4．3 通信模块设计

4．3．1 车载通信协议VCP

4．3．2 车载终端通信设计

4．4 车载网络下TCP协议优化

4．4．1 慢启动门限的研究

4．4．2 带宽探测与分析

4．4．3 动态调整慢启动门限

4．5 本章小节

5 系统实验及结果分析

5．1 系统功能测试

5．1．1 建立交叉编译环境

5．1．2 操作系统裁剪

5．1．3 功能测试

5．2 TCP改进策略实验结果与分析

5．2．1 仿真平台及拓扑结构

5．2．2 仿真结果与分析

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢