随着我军队信息化指挥、办公程度不断提升,移动存储载体作为一种存储、传递军事秘密信息的重要手段,面临的安全风险非常严峻,因此在常规的软件手段之上,有必要加强其物理层面的安全防护。本文将RFID(Radio Frequency Identification)标...
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随着我军队信息化指挥、办公程度不断提升,移动存储载体作为一种存储、传递军事秘密信息的重要手段,面临的安全风险非常严峻,因此在常规的软件手段之上,有必要加强其物理层面的安全防护。本文将RFID(Radio Frequency Identification)标签应用到移动载体管理实践当中,创新地提出以Zigbee无线通信网络替代传统有线网络,设计了一种基于RFID和Zigbee技术的移动载体物理管控系统,有效实现了该部对移动载体的自动管理和精确管控的需求。完成的主要工作有：(1)研究分析了该部移动载体管理工作的需求及工作流程,按照层次化和模块化的思路设计了包含感知层、中间件层和应用层的系统框架结构。(2)研究分析了RFID和Zigbee技术的原理以及特性,结合系统需求选用了UHF超高频RFID设备和基于CC2530芯片的Zigbee模块,采用UART串口电路设计了整合RFID阅读器和Zigbee终端功能的监控器方案。(3)研究分析了基于RFID和Zigbee的中间件技术,采用XML格式文件设计了管理系统中间件的数据流,实现了不同采集技术的协议解析与转化、异构数据的过滤整合和传输功能；设计了系统中间件的处理流,为上层应用提供了设备使用状态和标签位置信息两个必要接口,形成了系统的中间件层设计方案。(4)研究分析了系统的数据结构,给出了系统数据库的E-R图以及10张表的详细方案,形成了系统的数据库设计方案。在此基础上设计实现了物理管控系统载体信息管理、实时定位监控、非法携带报警和系统管理的四个功能模块。(5)通过在该部实际部署运行移动载体管理系统,设计了合理的监控器部署方案,组织进行系统各功能模块的调试运行,完成了系统功能和性能的验证性测试。本系统部署简单、运行稳定、成本较低。通过在实际部署运行,能够基本满足该部移动载体物理管控的要求,显著提升该部保密工作的质量效益,具有较高的推广价值。
近年来，太阳能无人机由于续航较长等特点受到国内外广泛关注，随着技术的成熟，未来在通讯、地球勘探、交通等领域会发挥其独特的作用，这对太阳能飞机的机动性提出了更高的要求，因而需要进一步研究机动载体的太阳能最大功率跟踪技术。本文研究了太阳能最大功率跟踪技术，针对无人机运动引起光辐射强度快速变化的特点，选择了电导增量法作为最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)算法，并针对电导增量法固定步长无法兼顾响应速度和稳态精度问题提出了基于反正切函数的变步长电导增量法，进行了软硬件设计，搭建了实验平台进行了相关实验。本文主要内容如下:\n (1)分析了无人机运动对光伏电池工作环境的影响，并建模仿真;介绍了光伏电池的工作原理和等效电路，在此基础上建立了数学模型和工程模型，并在Matlab中搭建了光伏电池仿真模型;进行了光伏电池特性仿真，分析光辐射强度和温度对光伏电池输出特性的影响，结合无人机运动的影响对MPPT算法提出要求。\n (2)详细介绍了MPPT的基本原理，分析了Boost电路实现最大功率跟踪的原理，并建立了基于Boost电路的MPPT仿真模型。针对无人机姿态变化引起的光辐射强度快速变化的特点，分析和仿真对比了扰动观察法和电导增量法，结果表明电导增量法更适合无人机这类移动载体的最大功率跟踪。针对电导增量法固定步长无法兼顾响应速度和稳态精度的问题，提出了基于反正切函数的变步长电导增量法，仿真结果表明基于反正切函数的变步长电导增量法能兼顾响应速度和稳态精度，具有更好的性能。\n (3)针对系统需求，进行了硬件软件设计，硬件设计包括控制芯片选择、采样电路、Boost电路、驱动电路和信号调理电路。其中详细介绍了Boost电路的参数设计，选择了合适的电感、电容、二极管和功率管。软件设计主要包括采样程序、MPPT程序、数据发送程序，其中MPPT程序是基于反正切函数的变步长电导增量法的程序实现，数据发送程序是将电流电压和功率数据发送给PC机进行存储分析。\n (4)在软硬件基础上，搭建了实验平台，进行了采样电路、驱动电路和Boost电路的调试，调试结果表明硬件电路设计的正确性。进行了三个相关实验:MPPT原理实验、所提MPPT算法实验以及模拟无人机姿态运动的摇摆台实验，实验结果验证了本系统的可行性。
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