使用4 g时代的机器人通信和无线控制车辆

文摘

本文总结了如何可以利用第四代无线通信控制地面战斗车辆装甲战车的陆军替代计划沉重和Stryker旅级战斗队。机器人军队是一个有趣的领域,每个工程师都能展示他的创意和技术技能。随着个人和合作自主机器人的发展进步,需要健壮和可靠的通信方法变得明显。本文总结了实现双音的可行性,多频(DTMF)作为替代意味着机器人通信的无线电频率(RF)控制的地面战斗车辆将消除人类的需要在战斗中涉及到身体。为了控制车辆的用户应该启用视频调用4 g手机连接在车里,从任何启用另一个4 g手机可以发送DTMF音调通过按数字按钮,可以查看视频输出。手机在车里保存在自动应答模式。所以,后环手机接受电话和视频传输开始。本文提供了一个深入的视图的技术被视为长期Evolution-Advanced (LTE-Advanced)。第一代(1 g)无线通信术语相关的模拟手机现在收藏家的物品——介绍了细胞结构仍被大多数无线公司现在提供的。第二代(2 g)无线支持更多的用户在一个细胞通过使用数字技术,使许多人使用相同的多路复用通道。但2 g仍主要用于语音通信,没有数据,除了一些非常低速特性,比如短信服务(SMS)。 Socalled 2.5G allowed carriers to increase data rates with a software upgrade at the base transceivers stations (BTS), as long as consumers purchased new phones too. Third generation (3G) wireless offers the promise of greater bandwidth, basically bigger data pipes to users, which will allow them to send and receive more information.

关键字

地面战斗车辆,DTMF技术,4 g无线通信、数字电话。

介绍

第四代(4 g)无线最初是由国防高级研究计划局(DARPA)的组织开发有线互联网。毫不奇怪,美国国防部高级研究计划局选择相同的分布式架构的无线网络已经如此成功的互联网连接。尽管专家和决策者尚未同意4 g无线的所有方面,两个特点已成为4 g的所有但某些组件:端到端互联网协议(IP)和点对点网络。全IP网络是有意义的,因为消费者会希望使用相同的数据应用程序使用它们在有线网络。一个对等网络,每个设备既是一个收发器和路由器/中继网络中其他设备,消除了这个“明星架构”手机网络的弱点,因为消除单个节点不关闭网络。最后“4 g”的定义必须包括这么简单的东西:如果消费者可以在家或在办公室而连接到互联网,消费者必须能够做到在一个完全无线移动环境[1]。

第四代(4 g)无线蜂窝系统一直是一个主题感兴趣的很长一段时间,可能自正式定义的第三代(3 g)系统是由国际电信联盟正式完成无线电通信部门(ITU-R)在1997年。ITU-R指定的一组需求是关于最小峰值用户数据速率在不同的环境中通过所谓的国际移动通信2000项目(imt - 2000)。需求包括2048 kbps的室内办公,为户外室内行人环境384 kbps, 144 kbps对于车辆的连接,和9.6 kbps卫星连接

二世。网络体系结构

一个简单的方法来符合会议论文格式要求是使用本文档模板,只需输入你的文本。

3 gpp上映8中指定的元素和需求EPS架构,将成为下一代网络的基础。规范包含两个主要的工作项,即LTE和SAE导致进化的规范包芯(EPC),发展通用陆地无线接入网(E-UTRAN)和演化普遍陆地电台访问(进阶),每一种都对应于核心网络,无线接入网络,和整个系统的空中接口,分别。每股收益之间提供IP连接用户设备(UE)并使用E-UTRAN外部分组数据网络。在图1中,我们概述的EPS,其他遗留包和线路交换元素和3 gpp跑,还有最重要的接口。在服务网络,只有政策和收费规则函数(PCRF)和家庭用户服务器(HSS)中,为简单起见。

在4 g系统的上下文,空中接口和无线接入网络正被增强或重新定义,但到目前为止,核心网络架构,即EPC、不发生重大改变的已经标准化的SAE体系结构。因此,在本节中,我们概述E-UTRAN架构和功能为LTE-Advanced定义系统和主要的EPC节点功能,共享版本8,9,10。

答:LTE-Advanced E-UTRAN概述

在图2中,我们展示了LTE的E-UTRAN先进的架构。E-UTRAN架构的核心部分是增强节点B (eNodeB或eNB),它提供了空中接口与用户平面和控制平面协议终止向问题。每个eNBs是一个逻辑组件,提供一个或多个E-UTRAN细胞,和接口连接eNBs叫做X2接口。此外,家里eNBs (HeNBs,也叫做家庭基站),这是eNBs室内覆盖的低成本改善,可以连接到EPC直接或通过一个网关,为大量HeNBs.1提供额外的支持

b .进化包芯概述

EPC是一个平all-IP-based核心网络,可以通过访问3 gpp电台访问(UMTS、HSPA HSPA +, LTE)和non-3GPP电台访问(例如WiMAX, WLAN),允许交接过程内部和之间的访问类型。访问灵活性EPC对运营商的吸引力,因为它使他们能够有一个核心,支持不同的服务。

三世。DTMF技术

DTMF技术与数字电话和提供了两种选择O / P频率(一个高乐队和一个低波段)。DTMF技术由16个常见的字母数字字符(0 - 9,模拟,*,#)的电话。每个字符都是引用的唯一选择的四个低波段频率与矩阵相关的行,加上选择一个相关的四个高频段频率矩阵列[2]。

对应于每个字符,有独特的由单音频率,

四、工作步骤

在本文的地面战斗车辆由一个移动控制(支持4 g)使一个视频调用手机(支持4 g)连接到车辆,如图3所示。在电话视频如果任何按钮被按下语气对应按钮按在电话的另一端听到。这个语气叫DTMF基调。车辆感知这DTMF基调的帮助下堆在车里打电话。收到了DTMF的语调的处理是通过接口32单片机的帮助下DTMF解码。解码器解码的DTMF语气到其等效二进制数字二进制数我们发送到单片机。单片机是预定程序的决定对于任何给定的输入。单片机输出的决定马达驱动器来驱动汽车为了向前或向后运动或转动。任何移动使得视频调用手机堆在坦克将充当远程。所以,这是一个简单的机器人项目,甚至不需要建设的接收机和发射机包,但有一个手机的创新应用,3 g和鲁棒控制[3]。

答:提出框图

一个¯‚·远程移动

的远程移动运营商用于发送DTMF音调在其他移动车辆。

一个¯‚·接收器移动

它是用来接收DTMF信号通过远程移动。

一个¯‚·DTMF解码

解码器解码的DTMF语气到其等效二进制数字&这个二进制数是发送给单片机。它作为一个中间设备接收器之间移动和单片机解码的DTMF语气信号接受单片机兼容。

一个¯‚·单片机

It过程的DTMF信号并给出相应的行动是由电动机驱动的方向是由操作员控制。

单片机预先已经采取的决定对于任何给定的输入和输出的决定汽车司机为了驱动汽车向前或向后运动或转动。

¯‚·马达驱动

四轮驱动系统侧的两个马达的并行控制。所以一个L293D驱动器集成电路能够驱动罗孚。

诉电路示意图

项目实施的实际工作与实时仿真的设计开始。这里有一些不同的试验结果而设计PCB图4所示为不同关键中风。

仿真证明是一个非常方便的和易于使用的工具,PCB布局的过程。它的许多功能是利用一个准确和高效的设计。它设计错误检查和电气规则检查工具在设计被证明是有用的。它与一个巨大的组件列表加载(图书馆)各图书馆给简单的分类。组件的位置也很容易和他们可以旋转360年¢°定制设计。

结果

上面讨论的系统是多功能控制车辆通过结合DTMF和4 g技术。实验所需的设置如图2一样[5]。

当用户按下一个按钮在远程移动,它将被发送到另一端。接收信号显示在图8 [5]。

七世。结论

LTE-Advanced, LTE的向后兼容的增强版本8,3 gpp中指定将完全释放10。已经提交的3 gpp的4 g无线接口技术ITU-R候选人。我们已经描述了其主要技术:载波聚合,提高天线系统,协作多点传输和接收,继电器。对于每一个,我们有检查了他们的好处,挑战,和一些现有方法来应对这些挑战。然而,几个问题在他们每个人仍然开放,需要进一步的研究。

这些技术的结合,而不只是一个,那将使实现目标由IMT-Advanced建立性能需求。这些元素的开发和集成与3 gpp释放10不会结束,但将提供实施的起点。

除了元素中,我们介绍了本文也将使用家庭基站,自组织网络,和能源管理系统将推动当前和未来的移动无线网络的进化。从这个实验我们可以得出结论,它不可行,效率低下为DTMF技术实现声学通信方法。和有可能产生的另一个途径射频通信利用DTMF和手机作为收发器。

作为机器人的兴趣继续增长,机器人越来越多地融入日常生活。这种集成的结果最终用户拥有越来越少的技术知识的技术。例如,考虑移动机器人的应用在医疗保健行业,在预期的最终用户是病人自己。在这种情况下,需要简化、可靠和用户友好的机器人设计的重要性。所以这个项目降低了普通用户的神秘的机器人。

发展能力的机器人在军事技术可以得到证实。从这个调查我们应该认为是可能产生另一种方法射频通信,这将降低射频噪声环境中。

八世。未来的范围

完成目前的工作后,发现下面的东西可以添加一个扩展这项工作。实验工作是进行小比例模型,因为电池容量的限制,一个可以全面模型使用地面战斗车辆(GCV)的军队;

一个¯‚·实验是在实验室条件下进行工作;一个可以为实际道路条件测试;

一个¯‚·太阳能电池可以用来GCV的力量。这将是电源管理方面的优势。

引用

伊恩·f·Akyildiz David m . Gutierrez-Estevez伊莱亚斯Chavarria雷耶斯“4 g蜂窝系统的进化:LTE-Advanced,“爱思唯尔宽带无线网络实验室,电子与计算机工程学院乔治亚理工学院,亚特兰大,乔治亚州30332,美国2010年8月28页。 阿施施Jadhav Minakshi帕瓦尔,马赫什•Kumbhar马赫什•Walunjkar和光辉Jadhav“先进设计实现双重——语气多频(DTMF)作为替代的通信射频通信”,国际期刊的电子和通信工程与技术(IJECET), ISSN 0976 - 6464(印刷),ISSN 0976 - 6472(在线)卷3,问题2,页263 - 270页,2012年7月- 9月。 阿施施Jadhav Mahesh Kumbhar和米纳克希帕瓦尔,“手机控制地面战斗车辆”,国际《计算机和通信工程。卷1、2号,ISSN: 2010 - 3743, 114 - 116页,2012年7月。 阿施施Jadhav Minakshi帕瓦尔,马赫什•马赫什•Walunjkar Kumbhar和“智能农业水管理系统使用DTMF通信和实时视频传输的过程参数”,电子和电气工程国际会议上页74 - 79,ISBN 978-93-81693-67-4 2012年7月。 阿施施Jadhav,“手机控制地面战斗车辆”,兰伯特学术出版,2012年10月