目 录
一、绪论.1
（一）选题背景.1
（二）课题主要研究内容.1
二、ZigBee的标准和相关的协议.1
（一） ZigBee的相关知识介绍1
（二）ZigBee协议知识体系.1
三、系统总体设计方案.3
（一）设计目标.3
（二）技术可行性分析.3
（三）集装箱信息采集流程分析.5
（四）箱号信息管理功能需求.6
四、系统原理与设计6
（一）系统设计原理.7
（二）硬件平台配置.7
（三）主要程序设计 9
五、基于ZigBee技术于铁路集装箱信息采集系统的实现14
（一）集装箱信息采集系统14
（二）箱号管理信息系统15
（三）系统实体关系模型16
（四） 集装箱箱号管理信息系统现.16
六、结束语与展望.19致谢.20参考文献.21
一、绪论
（一）选题背景
我们国家的运输行业逐渐的发展，越来越多的呈现出信息化的过程，为了达到了良好的高校的运作模式，ZigBee技术能够轻松的解决这方面的困扰，逐渐拜托了传统的模式的弊端，将会使得中国铁路运输集装的运输水平得到了进一步的提高。
课题的研究的主要内容
集装箱的信息收集是铁路集装箱的信息跟踪的一个重要组成部分，信息收集体系中的主要部分和覆盖容器车辆电子标签,地面辨认设备和容器管理信息体系，设计集装箱信息收集体系的重要环节所在是的计划电子标签、地面辨认装备和箱号管理信息体系。本课题在下面几个方面做了深入钻研：
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1. 通过对几种现在较为流行的短距离无线通信技术复绕对比分析，选择一种合适集装箱信息采集的技术。
2. 经由过程对集装箱逃脱所需数据和收集体系功效需求阐发的基础上，具体计划一个集装箱打点站的集装箱信息收集体系，对体系中的车辆电子标签页面,地面设备和集装箱管理信息系统的方法进行了详细的计划,并在系统可靠性和安全性等方面进行了说明。
3．经过对ZigBee网络的组建，对信息收集体系举行箱号信息传输，并通过串口读取数字是设置在集装箱管理信息系统,可以为容器数据保留,也对查询和统计分析。
二、ZigBee的标准和相关的协议
（一）ZigBee的相关知识介绍
ZigBee技术是一种短距离，小的难度、消耗小，低数据速率，低成本的无线通信工艺，首要适用于主动和长途节制工艺领域。且切入各类装备之中，同时还将撑持地理位置定位功效，便利，适用。
由上可知，ZigBee技术的优点在于低消耗和低成本两大方面，从技术层面来看，它非常适用于铁路集装箱信息采集系统中。
ZigBee协议知识体系
ZigBee协议栈由一组子层组成，每一层都为上层供给特定的功能，虽然是基于开放式体系互联模式，ZigBee装备工具一样平常是由制造商来供给利用工具。
1. 物理层
IEEE在物理层方面划定了传输速度和调试体例，在2.4Ghz的物理层，数据传输速率为250kbp/S，采取的是16相位正交调制手艺，接管灵敏度会比力的高，最小的抗干扰程度接近于抗干扰电平。物理层参考模型如图2-1所示。


图2-1 物理层参考模型
2. MAC层
MAC层实现包罗了装备间无线链路的毗连成立，保护和断开。确认模式的传送和接受，且全部的物无线通信的物理层，主要功能包括网络协调器网络信标，还支持同步信标，并建立个人区域网络和断开。为装备的平安供给了撑持，信道接入体例采取载波接听机制，处理和庇护时间隙机制，MAC层模型见图2-2。


图2-2 MAC层参考模型
3. 网络层
无线个域网网络层的主要功能是提供一些不必要的功能,确保MAC无线个域网的正常运行,向应用层提供适合的端口。网络层办理实体供给了网路办理功效，许可利用和浅体系之间相互作用。下图2-3为网络层参考模型。网络层办理实体供给了以下的功能：
（1）配置一个新的网络
此过程非常的简单，只要在专业的工作人员或者是技术人员的支持下就可以完成，但是要注重其功能性，且经过多次测试达标。
（2）初始化一个网络
初始化网络是指在网络技术的支持下来运作，操作，其介入到计算机端口，来实现信息的传输和处理，以便高效率的工作。


图2-3 网络层参考模型
（3)连接和断开网络.必须要在网络管理技术人员的掌控下来实现。
路由发现与相邻设备之间发现。此过程注重的是对于网络层方面信息的传输和传递，整体在工作当中的速度和良好模式，以便提供优良可靠的相关性服务。 接受和控制、这个过程操作起来简单，只要是网络服务正常化就可以了。
4. ZigBee应用层
应用层的主要功能包括了在绑定的设备之间进行数据的传输，简单一点来说是基于两台设备之间的信号和数据的转化且匹配起来。
系统总体设计方案
（一）设计目标
系统主要有下列几个方面：
1. 也许可以无线收集容器信息,方便,快速。
2. 集装箱的到达和离开的时间,可以保存并共享信息。
3. 可以进行站进入或离开的集装箱数量信息无线跟踪。
（二）技术可行性分析
且对于机箱运输而言，机箱运输的成本问题是需要首先考虑和解决的，然后才可以具体的去分析工作。目前已经是具有很多有效的方法来解决问题，其中最流行的是采用近距离无线通信技术来完成。下面就这几种网络技术特点来具体分析对比。
1. 蓝牙技术
蓝牙功能是今朝最为普遍的一种网络信息传输手段，电子装配可以彼此之间举行毗连，节省了传统电子设备的电线，经由过程芯片上面的无线传感器，机械可以或许在可接受的规模内里彼此之间举行相互毗连和传递信息。蓝牙的第一替换对象是红外线传输和串行传输，红外传输技术需要在电子组件在视觉范围内，但随着蓝牙的不断发展，这种方法已经成为简单的很。
蓝牙技术在我们的日常生活中已经屡见不鲜了。它不仅仅是一个芯片，而是一个近距离无线网络，可以或许在浩繁的产物之间举行通报，信息互换。
WI-FI
WI-FI也是一种无线通信协议，与蓝牙一样是属于近距离的无线通信技术，虽然在数据安全性方面比蓝牙技术差一些，但是覆盖范围是占据着优势。可达100米之内。它是以太网的扩大，将来首要应用在家庭无线网络，这一手艺的用户首要来自于机场，旅店等公开场合。利用该手艺可以在最短的时候内里降低了本钱。
3.UWB技术
它是一种低功率的无线传输技术，指的是旌旗灯号相对宽带大于25%，并指定利用的频率来通讯的体例。与传统的体例来比力，具备传输速度高，便于携带。
250Kb/s

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