基于TDLTE地多机协同导航通信系统研究.pdf

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1、２０１７年１２月农业机械学报第４８卷增刊ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１７．Ｓ０．００８基于ＴＤＬＴＥ的多机协同导航通信系统研究１１２１１２李世超曹如月魏爽季宇寒张漫李寒（１．中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室，北京１０００８３；２．中国农业大学农业部农业信息获取技术重点实验室，北京１０００８３）摘要：为实现多个农机在农田环境中自主导航协同作业，设计了基于ＴＤＬＴＥ的多机协同导航通信系统。该系统由导航定位传感器、无线通信模块、车载控制终端和远程通信软件组成，其中：传感器包含ＧＮＳＳ接

2、收机、惯性测量单元（ＩＭＵ）和角度传感器，用于获取每台农机的地理位置、自身姿态和车辆转向角信息。无线通信模块采用４ＧＤＴＵ作为系统通信设备，与车载终端串口相连，实现ＲＳ２３２串口转ＴＤＬＴＥ网络功能。４ＧＤＴＵ经配置软件配置好串口参数等信息后，连接目的服务器ＩＰ地址和端口号，将车载传感器采集的数据按设计好的通信协议经ＴＤＬＴＥ网络传输到远程服务器的通信软件中。车载控制终端采用工控机（ＩＰＣ），实现农机自动导航控制与人机交互。远程通信软件应用Ｓｏｃｋｅｔ网络编程开发了数据接收显示与数据发送的功能模块。系统对每台农机的状态信息实时上传的

3、同时也可以接收远程服务器端对多台农机的协同控制命令，对于软件界面中显示的在线农机，可以根据优先级有选择的进行通信。以４台雷沃欧豹拖拉机为试验平台，每台农机状态信息的发送频率为５Ｈｚ，进行了系统稳定性试验测试，丢包率均为０１％，且均无延迟，系统具有较高的可靠性与实时性。关键词：多机；自主导航；协同作业；ＴＤＬＴＥ；Ｓｏｃｋｅｔ；远程通信中图分类号：Ｓ２３２３文献标识码：Ａ文章编号：１０００１２９８（２０１７）Ｓ０００４５０７ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＭｕｌｔｉｖｅｈｉｃｌｅＣｏｏｐｅｒａｔｉｖｅＮａｖｉｇａｔｉｏｎＣｏｍｍ

4、ｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＴＤＬＴＥ１１２１１２ＬＩＳｈｉｃｈａｏＣＡＯＲｕｙｕｅＷＥＩＳｈｕａｎｇＪＩＹｕｈａｎＺＨＡＮＧＭａｎＬＩＨａｎ（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｏｄｅｒｎＰｒｅｃｉｓｉｏｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＳｙｓｔｅｍＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＴｅ

5、ｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｎａｖｉｇａｔｉｏｎｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｍａｃｈｉｎｅｒｙｉｎｆａｒｍｌａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｔｈｅｍｕｌｔｉｍａｃｈｉｎｅｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｄｅｖｅｌｏ

6、ｐｅｄｂａｓｅｄｏｎＴＤＬＴＥｎｅｔｗｏｒｋｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｆｏｕｒｐａｒｔｓ：ｎａｖｉｇａｔｉｏｎｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｓｅｎｓｏｒｓ，ｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅ，ｖｅｈｉｃｌｅｃｏｎｔｒｏｌｔｅｒｍｉｎａｌａｎｄｒｅｍｏｔｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｓｅｎｓｏｒｓｉｎｃｌｕｄｅｔｈｅｇｌｏｂａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｙｓｔｅｍ（ＧＮＳＳ）ｒｅｃｅｉｖｅｒ，ｔｈｅｉｎｅｒｔｉ

7、ａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｕｎｉｔ（ＩＭＵ），ａｎｄｔｈｅａｎｇｌｅｓｅｎｓｏｒ，ｗｈｉｃｈａｒｅｕｓｅｄｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｅａｃｈａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｍａｃｈｉｎｅｒｙ，ａｎｄｔｈｅｉｒａｔｔｉｔｕｄｅａｎｄｖｅｈｉｃｌｅｓｔｅｅｒｉｎｇａｎｇｌｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｕｓｅｓ４ＧＤａｔａｔｒａｎｓｆｅｒｕｎｉｔ（ＤＴＵ）ａｓｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｃｏｎｎｅｃｔｓｔｏ

8、ｔｈｅｓｅｒｉａｌｐｏｒｔｏｆｖｅｈｉｃｌｅｔｅｒｍｉｎａｌ，ａｎｄｒｅａｌｉｚｅｓＲＳ２３２ｓｅｒｉａｌｐｏｒｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｔｏＴＤＬＴＥｎｅｔｗｏｒｋ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｓｅｒｉａｌｐｏｒｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｏｔｈｅ