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LGWL-IOV01型 智能車地狀況動態感知實訓系統
一、系統簡介
LGWL-IOV01型 智能車地狀況動態感知實訓系統軍演戰場為原型，綜合運用傳感器采集、無線傳感器網絡、嵌入式技術、數據融合、智能決策等物聯網關鍵技術，依托部署在沙盤中的智能小車以及車載聲、光、電、磁等微型、可自組網的傳感器，形成車輛和地形狀況的傳感信息網，并且邊感知、邊處理、邊傳輸，并及時傳回監控中心。監控中心經過各類信息的融合判斷當前車輛的技術狀況和行駛地形的狀況。
二、系統組成
1、系統外觀
系統結構圖
系統拓撲圖
主要實現地形狀況的動態感知與傳輸。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、以及涉水深度等數據，經過數據處理與融合，得出當前車輛行駛的地形狀況，如起伏地、涉水地、深溝等，并將結論通過自組織網傳輸給網絡信息機，再由信息機通過TCP/IP協議傳送給監控中心。
3、車輛技術狀況動態感知系統
本系統主要實現車輛行駛速度、公里數等自身技術性能的動態感知，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。
車輛技術性能的感知是通過安裝在車內的加速度、霍爾、位移傳感器實時采集車輛行駛的加速度、路程等數據，經過分析處理獲得的。
當前地形對車輛的破壞損傷的感知是由速度傳感器結合用于地形判斷的震動、水浸、水位等傳感器協同工作，通過數據融合，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，有可能造成發動機受損，需要到維修車間進行鑒定。又如車輛經過起伏地，振動劇烈，履帶或底盤受損，需要到維修車間進行鑒定。
傳感器采樣數據通過無線傳感器網絡實時傳送到網絡信息機，*后通過TCP/IP協議可靠地傳送給監控中心。
4、車輛地理信息動態感知系統
主要實現車輛經緯度、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星定位系統和基于Ad-hoc技術的無線自組織網絡節點組成。北斗衛星定位系統主要用于采集當前車輛的經度、維度、海拔等數據，經過分析處理后，通過自組織網絡傳輸給網絡信息機，由信息機再通過TCP/IP協議傳送給監控中心。
說明：由于在室內無法獲取北斗衛星定位信息，因此沙盤選用室內定位系統實現車輛的地理位置定位模擬。
四、教學資源
1、基礎實驗能力
2、創新實驗能力
3、科研實驗能力
系統除了車輛狀況與地形狀況動態感知外，還可以進行如下科研項目的研究與開發。
LGWL-IOV01型 智能車地狀況動態感知實訓系統軍演戰場為原型，綜合運用傳感器采集、無線傳感器網絡、嵌入式技術、數據融合、智能決策等物聯網關鍵技術，依托部署在沙盤中的智能小車以及車載聲、光、電、磁等微型、可自組網的傳感器，形成車輛和地形狀況的傳感信息網，并且邊感知、邊處理、邊傳輸，并及時傳回監控中心。監控中心經過各類信息的融合判斷當前車輛的技術狀況和行駛地形的狀況。
二、系統組成
1、系統外觀
系統結構圖
2、系統拓撲
系統拓撲圖
三、系統功能
系統包括車輛技術狀況動態感知、車輛地理信息動態感知、地形狀況實時檢測等三個功能。
1、車地狀況實時信息表
2、地形狀況動態感知系統系統包括車輛技術狀況動態感知、車輛地理信息動態感知、地形狀況實時檢測等三個功能。
1、車地狀況實時信息表
| 車輛技術狀況與地形狀況動態感知系統 | ||||
 |
||||
| 車輛ID | 速度(km/h） | 里程(km) | 經緯度(°) | 當前路段 |
| 車輛1 | 70 | 5 | 東經:xx，北緯：xx | 平原 |
| 車輛2 | 60 | 8 | 東經:xx，北緯：xx | 丘陵 |
| 車輛3 | 90 | 3 | 東經:xx，北緯：xx | 涉水 |
| 車輛n | 0 | 9 | 東經:xx，北緯：xx | 深溝 |
主要實現地形狀況的動態感知與傳輸。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、以及涉水深度等數據，經過數據處理與融合，得出當前車輛行駛的地形狀況，如起伏地、涉水地、深溝等，并將結論通過自組織網傳輸給網絡信息機，再由信息機通過TCP/IP協議傳送給監控中心。
3、車輛技術狀況動態感知系統
本系統主要實現車輛行駛速度、公里數等自身技術性能的動態感知，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。
車輛技術性能的感知是通過安裝在車內的加速度、霍爾、位移傳感器實時采集車輛行駛的加速度、路程等數據，經過分析處理獲得的。
當前地形對車輛的破壞損傷的感知是由速度傳感器結合用于地形判斷的震動、水浸、水位等傳感器協同工作，通過數據融合，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，有可能造成發動機受損，需要到維修車間進行鑒定。又如車輛經過起伏地，振動劇烈，履帶或底盤受損，需要到維修車間進行鑒定。
傳感器采樣數據通過無線傳感器網絡實時傳送到網絡信息機，*后通過TCP/IP協議可靠地傳送給監控中心。
| 車輛x技術狀況與行駛地形動態感知 | |||||
| 時間 | 速度(km/h） | 里程(km) | 經緯度(°) | 當前路段 | 車輛狀況 |
| 10:00 | 70 | 2 | 東經:xx，北緯：xx | 平原 | 良好 |
| 10:10 | 60 | 5 | 東經:xx，北緯：xx | 涉水 | 超過車輛涉水限高，導致發動機受損 |
| 10:20 | 90 | 7 | 東經:xx，北緯：xx | 丘陵 | 顛簸幅度大，履帶(底盤)受損 |
| 10:30 | 0 | 9 | 東經:xx，北緯：xx | 深溝 | 無法駛出 |
| 10:40 | 0 | 9 | 東經:xx，北緯：xx | 深溝 | 無法駛出 |
4、車輛地理信息動態感知系統
主要實現車輛經緯度、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星定位系統和基于Ad-hoc技術的無線自組織網絡節點組成。北斗衛星定位系統主要用于采集當前車輛的經度、維度、海拔等數據，經過分析處理后，通過自組織網絡傳輸給網絡信息機，由信息機再通過TCP/IP協議傳送給監控中心。
說明：由于在室內無法獲取北斗衛星定位信息，因此沙盤選用室內定位系統實現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開發環境搭建實驗 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 |
| 無線傳感器網絡通信類實驗 |
IAR集成開發環境搭建實驗 基于Z-Stack協議棧傳感節點透明傳輸實驗 |
| Linux智能網關實驗 |
QtCreator開發環境搭建實驗 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的數據庫實驗：建立、讀寫、刪除、關閉等 基于TCP/IP協議的數據傳輸實驗 |
| 3. PC機監控終端實驗 |
PC機與網關的TCP通信實驗 PC機與網關的UDP通信實驗 |
| 名稱 | 實驗 |
| 基于QT的智能網關創新實驗 |
基于Qt的車輛技術狀況感知實驗 基于Qt的地形狀況感知實驗 |
| 基于C#的PC機監控終端創新實驗 |
基于C#的車輛技術狀況動態感知實驗 基于C#的地形狀況動態感知實驗 基于C#的車輛地理信息動態感知實驗 |
系統除了車輛狀況與地形狀況動態感知外，還可以進行如下科研項目的研究與開發。
| 名稱 | 實驗 |
| 無線傳感器網絡開發實驗 |
簡單的無線收發實驗 誤碼率測試實驗 頻譜分析實驗 Z-Stack 點對點通訊實驗 Z-Stack 星狀網通訊實驗 Z-Stack 樹狀網通訊實驗 Z-Stack MESH網通訊實驗 Z-Stack ZigBee PRO通訊實驗 基于Z-Stack2007協議棧的GenericApp實例的移植實驗 基于Z-Stack2007協議棧的無線數據傳輸實驗； 基于Z-Stack2007協議棧溫濕度節點與協調器的無線數據傳輸； 基于Z-Stack2007協議棧多傳感器節點與協調器無線數據傳輸； 基于Z-Stack2007協議棧的網絡拓撲定制實驗； |
| 智能網關開發實驗 |
嵌入式Linux開發環境建立實驗： Uboot啟動代碼配置編譯實驗 Linux內核配置編譯實驗 Linux內核驅動開發實驗 Linux接口驅動測試實驗 Yaffs根文件系統的制作實驗 Qtopia2.2.0圖形系統編譯實驗 Qt-4.7.3程序庫的編譯實驗 基于Qt的多傳感器數據融合決策實驗 |
