LGWL-IOV01型智能車地狀況動態(tài)感知實訓系統(tǒng)

一、系統(tǒng)簡介
LGWL-IOV01型智能車地狀況動態(tài)感知實訓系統(tǒng)軍演戰(zhàn)場為原型，綜合運用傳感器采集、無線傳感器網(wǎng)絡、嵌入式技術(shù)、數(shù)據(jù)融合、智能決策等物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，依托部署在沙盤中的智能小車以及車載聲、光、電、磁等微型、可自組網(wǎng)的傳感器，形成車輛和地形狀況的傳感信息網(wǎng)，并且邊感知、邊處理、邊傳輸，并及時傳回監(jiān)控中心。監(jiān)控中心經(jīng)過各類信息的融合判斷當前車輛的技術(shù)狀況和行駛地形的狀況。
二、系統(tǒng)組成
1、系統(tǒng)外觀

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2、系統(tǒng)拓撲

系統(tǒng)拓撲圖

三、系統(tǒng)功能
系統(tǒng)包括車輛技術(shù)狀況動態(tài)感知、車輛地理信息動態(tài)感知、地形狀況實時檢測等三個功能。
1、車地狀況實時信息表

車輛技術(shù)狀況與地形狀況動態(tài)感知系統(tǒng)

車輛ID	速度(km/h）	里程(km)	經(jīng)緯度(°)	當前路段
車輛1	70	5	東經(jīng):xx，北緯：xx	平原
車輛2	60	8	東經(jīng):xx，北緯：xx	丘陵
車輛3	90	3	東經(jīng):xx，北緯：xx	涉水
車輛n	0	9	東經(jīng):xx，北緯：xx	深溝

2、地形狀況動態(tài)感知系統(tǒng)
主要實現(xiàn)地形狀況的動態(tài)感知與傳輸。它由安裝在車輛上的加速度、震動、水浸、水位等傳感器實時采集車輛重力加速度、震動幅度、是否涉水、以及涉水深度等數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理與融合，得出當前車輛行駛的地形狀況，如起伏地、涉水地、深溝等，并將結(jié)論通過自組織網(wǎng)傳輸給網(wǎng)絡信息機，再由信息機通過TCP/IP協(xié)議傳送給監(jiān)控中心。
3、車輛技術(shù)狀況動態(tài)感知系統(tǒng)
本系統(tǒng)主要實現(xiàn)車輛行駛速度、公里數(shù)等自身技術(shù)性能的動態(tài)感知，以及當前地形對車輛可能造成的破壞損傷等狀況的預測，使用戶能夠全面地掌握車輛狀況。
車輛技術(shù)性能的感知是通過安裝在車內(nèi)的加速度、霍爾、位移傳感器實時采集車輛行駛的加速度、路程等數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析處理獲得的。
當前地形對車輛的破壞損傷的感知是由速度傳感器結(jié)合用于地形判斷的震動、水浸、水位等傳感器協(xié)同工作，通過數(shù)據(jù)融合，得出車輛受損的不同情況。如當前車輛涉水深度超過*高限度，有可能造成發(fā)動機受損，需要到維修車間進行鑒定。又如車輛經(jīng)過起伏地，振動劇烈，履帶或底盤受損，需要到維修車間進行鑒定。
傳感器采樣數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡實時傳送到網(wǎng)絡信息機，*后通過TCP/IP協(xié)議可靠地傳送給監(jiān)控中心。

車輛x技術(shù)狀況與行駛地形動態(tài)感知
時間	速度(km/h）	里程(km)	經(jīng)緯度(°)	當前路段	車輛狀況
10:00	70	2	東經(jīng):xx，北緯：xx	平原	良好
10:10	60	5	東經(jīng):xx，北緯：xx	涉水	超過車輛涉水限高，導致發(fā)動機受損
10:20	90	7	東經(jīng):xx，北緯：xx	丘陵	顛簸幅度大，履帶(底盤)受損
10:30	0	9	東經(jīng):xx，北緯：xx	深溝	無法駛出
10:40	0	9	東經(jīng):xx，北緯：xx	深溝	無法駛出

4、車輛地理信息動態(tài)感知系統(tǒng)
主要實現(xiàn)車輛經(jīng)緯度、海拔等地理位置信息的獲取與傳輸。它由安裝在車輛上的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)和基于Ad-hoc技術(shù)的無線自組織網(wǎng)絡節(jié)點組成。北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)主要用于采集當前車輛的經(jīng)度、維度、海拔等數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析處理后，通過自組織網(wǎng)絡傳輸給網(wǎng)絡信息機，由信息機再通過TCP/IP協(xié)議傳送給監(jiān)控中心。
說明：由于在室內(nèi)無法獲取北斗衛(wèi)星定位信息，因此沙盤選用室內(nèi)定位系統(tǒng)實現(xiàn)車輛的地理位置定位模擬。
四、教學資源
1、基礎實驗能力

名稱	實驗
智能小車采集控制實驗	MDK-ARM開發(fā)環(huán)境搭建實驗霍爾傳感器采樣實驗加速度傳感器采樣實驗紅外反射傳感器采樣實驗超聲波傳感器采樣實驗振動傳感器采樣實驗攝像頭圖像采集實驗直流伺服電機控制實驗 STM32微控制器與CC2530的串口通信實驗
無線傳感器網(wǎng)絡通信類實驗	IAR集成開發(fā)環(huán)境搭建實驗基于Z-Stack協(xié)議棧傳感節(jié)點透明傳輸實驗
Linux智能網(wǎng)關(guān)實驗	QtCreator開發(fā)環(huán)境搭建實驗基于Qt的車載傳感器信息實時顯示實驗基于Qt的智能小車行駛方式控制實驗基于Qt的數(shù)據(jù)庫實驗：建立、讀寫、刪除、關(guān)閉等基于TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸實驗
3. PC機監(jiān)控終端實驗	PC機與網(wǎng)關(guān)的TCP通信實驗 PC機與網(wǎng)關(guān)的UDP通信實驗

2、創(chuàng)新實驗能力

名稱	實驗
基于QT的智能網(wǎng)關(guān)創(chuàng)新實驗	基于Qt的車輛技術(shù)狀況感知實驗基于Qt的地形狀況感知實驗
基于C#的PC機監(jiān)控終端創(chuàng)新實驗	基于C#的車輛技術(shù)狀況動態(tài)感知實驗基于C#的地形狀況動態(tài)感知實驗基于C#的車輛地理信息動態(tài)感知實驗

3、科研實驗能力
系統(tǒng)除了車輛狀況與地形狀況動態(tài)感知外，還可以進行如下科研項目的研究與開發(fā)。

名稱	實驗
無線傳感器網(wǎng)絡開發(fā)實驗	簡單的無線收發(fā)實驗誤碼率測試實驗頻譜分析實驗 Z-Stack 點對點通訊實驗 Z-Stack 星狀網(wǎng)通訊實驗 Z-Stack 樹狀網(wǎng)通訊實驗 Z-Stack MESH網(wǎng)通訊實驗 Z-Stack ZigBee PRO通訊實驗基于Z-Stack2007協(xié)議棧的GenericApp實例的移植實驗基于Z-Stack2007協(xié)議棧的無線數(shù)據(jù)傳輸實驗；基于Z-Stack2007協(xié)議棧溫濕度節(jié)點與協(xié)調(diào)器的無線數(shù)據(jù)傳輸；基于Z-Stack2007協(xié)議棧多傳感器節(jié)點與協(xié)調(diào)器無線數(shù)據(jù)傳輸；基于Z-Stack2007協(xié)議棧的網(wǎng)絡拓撲定制實驗；
智能網(wǎng)關(guān)開發(fā)實驗	嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境建立實驗： Uboot啟動代碼配置編譯實驗 Linux內(nèi)核配置編譯實驗 Linux內(nèi)核驅(qū)動開發(fā)實驗 Linux接口驅(qū)動測試實驗 Yaffs根文件系統(tǒng)的制作實驗 Qtopia2.2.0圖形系統(tǒng)編譯實驗 Qt-4.7.3程序庫的編譯實驗基于Qt的多傳感器數(shù)據(jù)融合決策實驗

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