感知实训系统
一、系统简介
PG-WLIOV01型 智能车地状况动态感知实训系统军演战场为原型，综合运用传感器采集、无线传感器网络、嵌入式技术、数据融合、智能决策等物联网关键技术，依托部署在沙盘中的智能小车以及车载声、光、电、磁等微型、可自组网的传感器，形成车辆和地形状况的传感信息网，并且边感知、边处理、边传输，并及时传回监控中心。监控中心经过各类信息的融合判断当前车辆的技术状况和行驶地形的状况。
二、系统组成
1、系统外观
三、系统功能
系统包括车辆技术状况动态感知、车辆地理信息动态感知、地形状况实时检测等三个功能。
1、车地状况实时信息表
| 车辆技术状况与地形状况动态感知系统 | ||||
| 车辆ID | 速度(km/h） | 里程(km) | 经纬度(°) | 当前路段 |
| 车辆1 | 70 | 5 | 东经:xx，北纬：xx | 平原 |
| 车辆2 | 60 | 8 | 东经:xx，北纬：xx | 丘陵 |
| 车辆3 | 90 | 3 | 东经:xx，北纬：xx | 涉水 |
| 车辆n | 0 | 9 | 东经:xx，北纬：xx | 深沟 |
2、地形状况动态感知系统
主要实现地形状况的动态感知与传输。它由安装在车辆上的加速度、震动、水浸、水位等传感器实时采集车辆重力加速度、震动幅度、是否涉水、以及涉水深度等数据，经过数据处理与融合，得出当前车辆行驶的地形状况，如起伏地、涉水地、深沟等，并将结论通过自组织网传输给网络信息机，再由信息机通过TCP/IP协议传送给监控中心。
3、车辆技术状况动态感知系统
本系统主要实现车辆行驶速度、公里数等自身技术性能的动态感知，以及当前地形对车辆可能造成的破坏损伤等状况的预测，使用户能够全面地掌握车辆状况。
车辆技术性能的感知是通过安装在车内的加速度、霍尔、位移传感器实时采集车辆行驶的加速度、路程等数据，经过分析处理获得的。
当前地形对车辆的破坏损伤的感知是由速度传感器结合用于地形判断的震动、水浸、水位等传感器协同工作，通过数据融合，得出车辆受损的不同情况。如当前车辆涉水深度超过*高限度，有可能造成发动机受损，需要到维修车间进行鉴定。又如车辆经过起伏地，振动剧烈，履带或底盘受损，需要到维修车间进行鉴定。
传感器采样数据通过无线传感器网络实时传送到网络信息机，*后通过TCP/IP协议可靠地传送给监控中心。
| 车辆x技术状况与行驶地形动态感知 | |||||
| 时间 | 速度(km/h） | 里程(km) | 经纬度(°) | 当前路段 | 车辆状况 |
| 10:00 | 70 | 2 | 东经:xx，北纬：xx | 平原 | 良好 |
| 10:10 | 60 | 5 | 东经:xx，北纬：xx | 涉水 | 超过车辆涉水限高，导致发动机受损 |
| 10:20 | 90 | 7 | 东经:xx，北纬：xx | 丘陵 | 颠簸幅度大，履带(底盘)受损 |
| 10:30 | 0 | 9 | 东经:xx，北纬：xx | 深沟 | 无法驶出 |
| 10:40 | 0 | 9 | 东经:xx，北纬：xx | 深沟 | 无法驶出 |
4、车辆地理信息动态感知系统
主要实现车辆经纬度、海拔等地理位置信息的获取与传输。它由安装在车辆上的北斗卫星定位系统和基于Ad-hoc技术的无线自组织网络节点组成。北斗卫星定位系统主要用于采集当前车辆的经度、维度、海拔等数据，经过分析处理后，通过自组织网络传输给网络信息机，由信息机再通过TCP/IP协议传送给监控中心。
说明：由于在室内无法获取北斗卫星定位信息，因此沙盘选用室内定位系统实现车辆的地理位置定位模拟。
四、教学资源
1、基础实验能力
| 名称 | 实验 |
| 智能小车采集控制实验 | MDK-ARM开发环境搭建实验 霍尔传感器采样实验 加速度传感器采样实验 红外反射传感器采样实验 超声波传感器采样实验 振动传感器采样实验 摄像头图像采集实验 直流伺服电机控制实验 STM32微控制器与CC2530的串口通信实验 |
| 无线传感器网络通信类实验 | IAR集成开发环境搭建实验 基于Z-Stack协议栈传感节点透明传输实验 |
| Linux智能网关实验 | QtCreator开发环境搭建实验 基于Qt的车载传感器信息实时显示实验 基于Qt的智能小车行驶方式控制实验 基于Qt的数据库实验：建立、读写、删除、关闭等 基于TCP/IP协议的数据传输实验 |
| 3. PC机监控终端实验 | PC机与网关的TCP通信实验 PC机与网关的UDP通信实验 |
2、创新实验能力
| 名称 | 实验 |
| 基于QT的智能网关创新实验 | 基于Qt的车辆技术状况感知实验 基于Qt的地形状况感知实验 |
| 基于C#的PC机监控终端创新实验 | 基于C#的车辆技术状况动态感知实验 基于C#的地形状况动态感知实验 基于C#的车辆地理信息动态感知实验 |
3、科研实验能力
系统除了车辆状况与地形状况动态感知外，还可以进行如下科研项目的研究与开发。
| 名称 | 实验 |
| 无线传感器网络开发实验 | 简单的无线收发实验 误码率测试实验 频谱分析实验 Z-Stack 点对点通讯实验 Z-Stack 星状网通讯实验 Z-Stack 树状网通讯实验 Z-Stack MESH网通讯实验 Z-Stack ZigBee PRO通讯实验 基于Z-Stack2007协议栈的GenericApp实例的移植实验 基于Z-Stack2007协议栈的无线数据传输实验； 基于Z-Stack2007协议栈温湿度节点与协调器的无线数据传输； 基于Z-Stack2007协议栈多传感器节点与协调器无线数据传输； 基于Z-Stack2007协议栈的网络拓扑定制实验； |
| 智能网关开发实验 | 嵌入式Linux开发环境建立实验： Uboot启动代码配置编译实验 Linux内核配置编译实验 Linux内核驱动开发实验 Linux接口驱动测试实验 Yaffs根文件系统的制作实验 Qtopia2.2.0图形系统编译实验 Qt-4.7.3程序库的编译实验 基于Qt的多传感器数据融合决策实验 |
