基于单片机的铁路声屏障自动监测系统设计

基于单片机的铁路声屏障自动监测系统设计(任务书,开题报告,外文翻译,周记,论文13500字,CAD图,SolidWorks三维图,下位机程序,PDF电路原理图)
摘要
本文主要针对铁路声屏障设计一套基于STM32系列单片机的自动监测系统，结合现代测控技术设计一种结构简单、性能稳定、使用方便的自动监测小车系统。可以完成通过移动终端和自动小车之间的无线通信控制小车运行方向、速度以及工作状态，并通过移动终端软件实时获取小车记录的视频数据。
论文主要研究了串口通信和无线通信的相关原理；机智云开发平台的二次开发和使用；STM32单片机基本原理及其控制系统组成结构；自动监测小车的设计建模以及实际测试。
最后的测试结果表明了对STM32单片机和无线通信的相关研究无错误，对自动悬挂小车的设计和试验完全符合项目既定要求。
关键词：声屏障；自动小车；物联网；机智云；无线通信

Abstract
This article mainly designs an automatic monitoring system based on STM32 series microcontroller for railway sound barrier,The purpose is to design a simple structure, stable performance and convenient use of automatic car detection system based on modern measurement and control technology.It can control the direction, speed and working state of the car through the wireless communication between the mobile terminal and the automatic car, and obtain the video data recorded by the car in real time.
The article mainly studiestheprinciple of serial communication and wireless communication; the basic principle and composition structure of STM32 single chip microcomputer;development and use of jizhiyundevelopment platform; design and modeling of automatic car in practical test system.
The final result shows that there is no error in the related research Research of STM32 Single Chip Computer and Wireless Serial Communication.Thedesign and test of the automatic suspension car fully meet the requirements of the project.
Key Words：Railway sound barrier；Automatic car；IoT；gitwits； Wireless communications

总体结构分析
根据上述需求分析和声屏障实际形状特点，设备采用能在固定导轨上稳定运行的悬挂视频监测小车结构。设备设计有远程控制功能，使用机智云开发平台二次开发实现对自动监测小车的远程控制。设备前后两端搭载了激光传感器模块，能实现自动避障，避免设备损坏。设备装载有WiFi和4G模块，摄像模块自带存储功能，可以远程传输视频数据以及进行本地回放，设备硬件总体采用24V锂电池供电，并设计有实时电量显示功能。
为了实现预期功能，整个设计主要分为小车运动控制系统和摄像系统两大部分，控制系统从输入量开始，输入信号有三种，一是机智云SDK端应用将控制信息按传输协议通过网络由云端转发GAgent端，GAgent端再通过串口2将指令发送给MCU；二是激光传感器识别障碍后光电开关给MCU端相应的GPIO口发送开关信号；三是电量采集模块将分压后的电压信号输入到对应GPIO口。
控制系统的输出为驱动电机模块，根据输入信号经过MCU处理后执行相应控制指令。
 

目录
第1章绪论    1
1.1研究背景    1
1.2研究的目的和意义    1
1.3研究的预期目标    2
第2章声屏障自动监测系统总体方案设计    3
2.1总体方案    3
2.1.1 需求分析    3
2.1.2 总体结构分析    3
2.2 通信系统的设计    4
2.2.1 串口通信的基本原理    4
2.2.2 无线通信模块的原理及配置    6
2.2.3 无线通信电路的设计    6
2.2.4  4G传输模块介绍    7
第3章声屏障自动监测系统软件设计    8
3.1 上位机软件设计    8
3.1.1 机智云平台介绍    8
3.1.2 机智云软件开发流程    9
3.1.3 机智云软件相关通信协议    13
3.2下位机软件设计    14
3.2.1 主程序总体流程    15
3.2.2 电机控制程序    15
3.2.3 避障程序    17
3.2.4 设备电量查询程序    17
第4章声屏障自动监测系统硬件设计    18
4.1单片机选型    18
4.2 最小系统的设计    19
4.2.1电源电路    19
4.2.2 复位电路    19
4.2.3 时钟电路    20
4.2.4 调试接口电路    20
4.2.5 启动模式电路    20
4.3 激光传感模块介绍    21
4.4 电机模块介绍    22
4.5 摄像模块介绍    23
4.6 电源模块介绍    23
4.7小车整体结构设计    24
4.7.1支架和导轨介绍    24
4.7.2小车整体效果图    24
第5章系统调试及结果    25
5.1 自动监测小车实际测试介绍    25
第6章总结与展望    29
6.1 全文总结    29
6.2 不足与展望    29
参考文献    30
致谢    31