北斗卫星导航系统在物联网中的应用.docx
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北斗卫星导航系统在物联网中的应用
北斗卫星导航系统在物联网中的应用
XINYUUNIVERSITY
公选课论文
(2012届)
题目北斗卫星导航系统在物联网中的应用
二级学院数学与计算机科学学院
专业计算机网络技术
班级12计网班
学号
学生姓名
指导教师
北斗卫星导航系统在物联网中的应用
摘要
在讨论了北斗导航和物联网的技术发展现状的基础之上,分析了北斗导航在物联网中的应用,主要的热点应用领域包括导弹制导、环境监测、智能交通、无人工厂、现代物流、灾害预警
关键词:
北斗导航;物联网;通信技术
BeidousatellitenavigationsystemintheapplicationoftheInternetofthings
Abstract
InthebeidounavigationisdiscussedandtheInternetofthingstechnologydevelopmentpresentsituation,onthebasisofanalysisofthebeidounavigationintheapplicationofInternetofthings,themainapplicationfieldsofthehotspotofmissileguidance,environmentalmonitoring,intelligenttransportation,modernlogistics,disasterwarning,noonefactory
Keywords:
Beidounavigation;TheInternetofthings;Communicationtechnology
第一章引言
北斗导航是我国具有独立自主知识产权的技术,物联网技术是一门新兴技术,在日趋成熟的理论基础支撑下,北斗导航将更好地服务于物联网,推进生产力发展,更好地服务于国民经济和国防建设。
在物联网技术中,信号需要对网络中的每个物体进行精准的导航和位置服务。
北斗导航准确的定位、导航和授时功能可以更好地促进物联网技术的发展。
第二章技术发展现状
北斗导航是我国自行研制、自行建设、自行管理,具有完全自主知识产权的全球卫星导航系统。
该系统工作在2491.75MHz的频率上,可向用户提供全天候、高精度的即时定位服务,定位精度可达到纳秒级,与GPS相当。
系统建设目标是:
建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统,促进卫星导航产业链形成,形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系,推动卫星导航在国民经济社会各个行业的应用。
北斗导航是由太空的导航通信卫星、地面控制中心和用户终端三部分组成。
组成北斗导航的三部分:
太空段由5颗静止轨道卫星和30颗(27颗中轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步(IGSO)卫星)非静止轨道卫星组成,执行地面控制中心与用户终端双向无线电信号的中继任务;地面控制段包括主控站、测轨站、测高站、校正站和计算中心,主要是用来测量和校正导航定位参数,以便于调整卫星的运行轨道和姿态,并编制星历,完成用户定位修正资料和对用户进行定位;用户终端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯的格洛拉斯(GLONASS)、欧洲的伽利略(GALILEO)等其他卫星导航系统兼容的终端组成,具体实现导航定位的流程如下:
1)地面控制段要实时地掌握卫星及用户工作情况;
2)用户终端主动发射信号进行定位申请,卫星接受到后将其转发到地面控制段;
3)地面控制段接受到用户信号后,解读出用户申请的服务内容并计算出用户的三维坐标位置,再将相关信息发送到卫星;
4)卫星在收到地面控制段发来的坐标资料或者通信内容,转发给用户,实现导航与定位服务[2]。
物联网技术的核心和基础仍然是“互联网技术”,是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术;其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间,进行信息交换和通信。
因此,物联网技术的定义是:
通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术。
第三章北斗导航系统与物联网技术的联系
北斗导航与物联网技术之间的关系,具体地来讲,北斗导航为物联网技术应用提供位置导航服务,有了北斗导航的导航功能,可以增加物联网的应用范围。
而物联网技术作为北斗导航系统的产业链中的一环,既可以直接形成导航应用产品,服务于广大用户,又可以促进新产业的出现,促进信息科技产业的发展。
物联网技术是在互联网技术基础上的一种延伸和拓展,其核心和基础仍然是相互之间的通信和交流,以此来达到资源共享之目的。
在物联网通信过程中,当需要对物体的位置进行准确的定位,特别是移动中的物体,采取传统的方法是比较困难的,甚至是无法解决的。
现在最好的解决方法是利用卫星导航定位系统,即利用GPS的定位和导航服务。
相对于传统意义上的方法,具有明显的优点和可操作性,准确的位置信息,精准的授时服务,无需组建网络,覆盖范围广,获取信息方便等优点。
同时,其缺点也是很明显的:
利用GPS有较大的安全隐患,特别是在战争时候,风险可能更大,物联网通信就会受到影响,其功能会受到一定程度的削弱。
因为美国政府从来没有对GPS的质量和使用寿命做出过承诺和保证,而且美国军方还可以对特定地方的GPS信号进行干扰和致盲。
因此,完全自主的北斗导航系统,可以完美地解决网联网技术中的定位导航问题,同时也可以保障系统工作的安全性和可靠性。
第四章北斗导航在物联网中的应用前景
北斗导航在物联网中的应用比较广泛,其中热点领域有以下几个:
4.1导弹制导
卫星导航系统一出现,导弹的制导不在是传统的惯性制导和红外制导,而是发生了革命性的变化,出现了利用卫星定位系统来进行制导的精确制导导弹。
例如在海湾战争表现得较好的战斧式巡航导弹。
如果把导弹连入物联网,在北斗系统准确定位导航的辅助下,导弹的生存力和制导精度可以实时地掌握,一旦有什么变化,可以随时调整,提高了打击精度,特别是对移动中的物体。
4.2环境监测
生态环境问题不仅制约着国民经济的发展,对人类的健康也构成极大的危害。
部分地区生态环境已经得到有关部门的重视,但是在监测、管理、应对方面还是很不到位的。
设想利用物联网技术来监测环境,并利用北斗系统对具有相应环境指标的地点进行精确定位,从而可实现对环境状况实时全面的了解,且方便快捷,改变传统人工监测时效性差的问题。
4.3智能交通
当前,已经将GPS等导航定位系统应用于智能交通,但针对目前城市交通拥挤、交通事故频发、超载超速等现象,相关部门对其监管感到较为困难。
为此,设想将物联网应用于智能交通,车辆上安装北斗系统接受芯片用于对车辆进行精确导航和定位,同时车内配置有采集载重,测速信息的传感器,将采集后的信息通过物联网传送给交通监测中心,监测中心通过技术处理,可获得任意车辆的位置、是否超载、是否超速等信息,并可在必要时刻发送消息对驾驶员进行提醒和
结束语
物联网在北斗系统的支持下,将拓宽物联网的应用范围。
但是,目前这方面的理论还比较欠缺,技术也不够成熟,还没有达到我们理想的状态。
为此,我们可以进行大胆的尝试和探索,来解决其中的问题,夺取战略制高点。