系统开发基本流程

科研项目的开发流程立体依据-为什么做？技术确定-用什么做？系统确定-做成什么？方案确定-如何做（依据那些开发标准、系统组成、软硬件平台等）？任务分解-成员分工？样机完成、中试、行业测试、产品化多基站井下移动通信系统的研制立题依据：在我国煤炭的开采主要以几百米的井下为主，作业地点分散，工作环境恶劣，事故隐患大。为了矿井的安全生产，解决无线通信特别是语音通信是一个关键的问题。目前，矿井无线通信的主要形式有动力线载波通信、漏泄无线通信和感应通信均不完善，难以规模应用。多基站井下移动通信系统的研制立题依据动力线载波通信在矿井架线电机车上有所应用，但因传输阻抗匹配困难和抗干扰性能差，至今性能尚未完善。漏泄通信系统造价昂贵，需敷设专用传输线，传输线架设和维护需花很大代价。感应通信发射天线尺寸较大，且传输参数不稳定和干扰噪声大，国内使用率并不高。多基站井下移动通信系统的研制立题依据研制能够克服了传统井下通信方式的弊端并集精确人员定位、手机移动通信、瓦斯等实时数据传输等功能于一身的多基站移动通信系统具有巨大的市场前景和安全意义。多基站井下移动通信系统的研制技术确定1与地面相比，矿井地质条件和生产环境对通信频率影响较大。在没有金属导体的条件下，矿井巷道对电波的自由传播可视为带阻型。选择高频多基站井下移动通信系统的研制技术确定1井下巷道是由岩壁组成的相对封闭的限定空间，电磁波的传播受到岩壁的限制，传输衰减很大，而发射功率又受到易爆环境的制约。因此，煤矿井下需要选择低功耗、短距离的无线通信方式。多基站井下移动通信系统的研制技术确定2：选择zigbee技术实现IrDA是一种利用红外线进行点对点的视距传输的技术。无法灵活构成网络，无法在移动设备中使用。RFID是一种非接触式的自动识别技术高频功率损耗与传播距离的平方成正比，而且容易被障碍物阻挡，不易实现全区域覆盖。Bluetooth技术是一种采用跳频扩频技术的无线通信技术，运行在2.4GHz的非授权ISM频段，通信距离在10米左右；距离太短。ZigBee是一种低功耗、低速率、低成本、低复杂度的无线网络技术。省电、简单、成本低、易组网的优点。多基站井下移动通信系统的研制系统确定：规格说明书系统主要功能：（1）系统具有移动手机与移动手机、移动手机与固定电话之间互联互通功能。（2）系统具有连续服务功能。（3）系统具有移动手机位置登记功能。（4）系统具有越区切换功能。（5）系统具有对非法用户禁用功能。（6）系统具有基站连接诊断功能，当发生故障时，系统报警并指示出故障位置。（7）系统应具有备用电池过充过放保护功能。井下系统组成：移动手机、基站、控制中心多基站井下移动通信系统的研制系统确定：规格说明书系统主要技术指标（1）手机与分站之间的无线可靠通信距离100m；分站与接口之间的通信距离：10km；（2）最大容量系统允许接入的最大分站数量为3000台，每台分站可同时通信手机数为10部；系统允许接入的最大手机数量为8000部。（3）工作频段：2422.5MHz～2427.5MHz；（4）传输协议：IEEE802.15.4；多基站井下移动通信系统的研制系统确定：规格说明书移动手机主要功能•移动手机应具有选呼功能。•移动手机具有重拨功能。•移动手机具有脱网功能。•移动手机应具有超出服务区域提示功能•移动手机具有低电压报警功能。多基站井下移动通信系统的研制系统确定：基站主要功能•基站应具有选呼非本基站范围手机功能•基站应具有选呼基站功能。•基站应具有呼叫控制中心通话功能。•基站具有兼容12V供电，测量信号输出频率200HZ-1000HZ的传感器，能够完成传感测量数据采集、传输功能。多基站井下移动通信系统的研制系统确定控制中心主要功能•可以无阻塞呼叫内部用户，可强拆、强插中继或用户，满足调度通信畅通无阻的要求。•控制中心应能接收内部基站用户的紧急呼叫，显示紧急呼叫的用户号码(基站号)，声光报警，优先处理。•控制中心具有全呼功能。•控制中心能同时处理多路呼叫，而互不干扰。•控制中心具有扬声通话和通话功能。•控制中心具有手机用户的位置登记、查询功能。•控制中心具有井下手机用户数量统计功能。多基站井下移动通信系统的研制方案确定（系统设计）系统组网方案多基站井下移动通信系统的研制方案确定开发标准确定•GB3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求•GB3836.4-2000爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型“i”•GB9969.1-1998工业产品使用说明书总则•《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》•《煤矿通信，检测，控制用电工电子产品基本试验方法》多基站井下移动通信系统的研制方案确定手机硬件电路组成无线部分选用飞思卡尔的zigbee解决方案。AT128主控制器语音编解码模块I2C接口并行接口液晶显示屏无线模块矩阵键盘串口键盘接口电源管理模块SPI信息存储模块多基站井下移动通信系统的研制方案确定手机程序框图有效按键开始初始化开启定时器串口中断语音通信确认？发语音短信存储收短信命令？定位命令？门禁Y语音申请键写短信看短信唤醒休眠语音申请模块写短信模块读汉字唤醒NYY下班？结束YN语音申请？语音通信置位串口中断按键字符转换个数〈长度显示NNNY未读完短信NN保存相关信息YY短信条数m字符个数n有未读短信标志读汉字串口中断按键字符转换个数〈长度显示NNNY保存相关信息YY短信条数m字符个数n有未读短信标志Y挂机键挂机指令收串口收语音超时语音置位收语音挂机键挂机指令收串口发语音超时清除语音置位发挂机指令YNYN发挂机指令清除语音置位Y发挂机指令NYNYN发挂机指令YYN申请键Y发语音申请发定位YN等待发定时改变定时器值休眠休眠N多基站井下移动通信系统方案确定基站电路组成框图电源板测控板通讯板触摸屏控制板串口通讯串口通讯光纤通讯口1光纤通讯口3光纤通讯口4光纤通讯口28路数字/模拟量采集8路继电器控制8路5/12VDC输出相邻基站其他设备触摸屏127/220VAC输入麦克风扬声器多基站井下移动通信系统方案确定基站电源模块组成框图滤波器交流127V1A保险丝AC/DC直流稳压输出，过流、超温保护DC/DC第7路DC/DC第1路交流断电检测电路后备电源2组3节4.2V铁酸锂电池成锂电池组2组均恒充电、放电保护电路关本机供电电路DC12V下级基站交流控制电路+-+-下级基站127V交流多基站井下移动通信系统方案确定基站通信模块：5V电源MCU无线通信模块TXD1RXD1SPI总线以太网通信单元RD+RD-TD+TD-光交换机单元光纤接口4光纤接口1光纤接口2光纤接口3语音编解码单元MIC喇叭RXD2TXD2123.3V电源5V电源3.3V电源多基站井下移动通信系统研制方案确定基站程序框图开始系统初始化CS1==1接收服务器广播信息，进行广播广播结束CS2==1得到存在手机总数，初始化定时器，CS2=0CS3==1CS4==1处理服务器指令，相关指令发往触摸屏存储手机号，将该手机设为等待呼叫手机向服务器返回基站忙信息CS5==1存储手机号，存储短信，将该手机设为待发短信手机CT1==1CS1==1基站是否处于通话/待通话状态将基站置为通话状态，向服务器发送通话请求CS1==1CT2==1置基站为通话状态基站是否处于通话/待通话状态置基站为待通话状态，向服务器发送手机通话请求CT3==1处理触摸屏指令CP1==1与服务器连接是否正常置基站为待通话状态，向服务器发送手机通话请求建立通讯，接收一帧语音数据，接收服务器数据（基站服务器通话子程序）CP2==1CS1==1根据轮询的总次数和总手机数确定存储地址，定位信息存储在本地，CP2=0向服务器发送定位信息服务器确认CP3==1CS1==1向服务器发送并向手机回复确认SPI中断分析数据包包头信息根据包头信息设置不同的标志位串口中断（无线）接收数据帧分析数据并设置相应标志位串口中断（触摸屏）接收数据帧接收数据帧分析数据并设置相应标志位定时器中断定时器清零，跟据当前手机数以及轮询到的手机号确定要轮询的手机采集传感器数据向服务器发送传感器数据服务器收到确认还有未发送的传感器数据向服务器发送传感器数据传感器数据存储在本地置基站为非通话状态，CS1=0CS3=0CS4=0置基站为待通话状态CS5=0CT1=0向屏发送基站/服务器忙信息向屏发送基站/服务器忙信息，CT2=0CT2=0CT3=0基站是否处于通话/待通话状态向手机发送基站/服务器忙信息，CP1=0CP1=0CP2=0短信存储在本地，CP3=0CP3=0CP4==1CS1==1置基站为通话状态，记录发起手机，呼叫手机建立手机通讯，接收一帧手机数据，接收服务器数据，向手机发送（手机通讯子程序）CS1==1CT1==1通话结束向手机发送基站/服务器忙信息，CP4=0基站置为非通话状态，向服务器发送挂机信息，CP4=0结束得到轮询手机的状态待定位手机待通话手机待发短信手机发送定位轮询信息，基站改为监听发送通话请求信息，基站改为监听发送短信，基站改为监听轮询手机序号加一结束CS2=0结束结束标志位说明CS1服务器紧急广播CS2服务器定位轮询指令CS3服务器向基站发送指令CS4服务器呼叫手机请求CS5服务器发送短信CS6服务器确认建立与基站通话信息CS7服务器确认与手机建立通话信息CS8基站/手机挂断CT1触摸屏触发基站与服务器语音通讯请求CT2基站向手机拨号请求CT3触摸屏指令CP1手机语音通讯请求CP2手机定位信息CP3手机短信CP4手机确认语音通讯信息YNYNYNYNYNYNNYNYNYNYNYNYNYNYNYNYNYNYNYNNYNYNYNYNNYNYNY初始化超时定时器，使能超时定时器Y初始化超时定时器，使能超时定时器CS6==1置基站为通话状态，停止超时定时器CS1==1通话结束CS7==1置基站为通话状态，记录发起手机，呼叫手机，停止超时定时器建立通讯，接收一帧手机语音数据，接收服务器数据（手机通讯子程序）CS1==1CT1==1通话结束向屏发送基站/服务器忙，CS6=0CS6=0向手机发送基站/服务器忙，CS7=0向服务器发送挂断信息，CS6=0超时定时器中断置基站为非通话状态向手机或屏发送超时信息结束还有未发送的定位信息还有未发送的短信发送一条定位信息CS1==1CT1==1发送完毕发送一条定位信息CS1==1CT1==1发送完毕YYYNNNNNYNYNYYNNYYNNY是否有待发送短信向服务器发送短信满基站是否处于通话状态YNNNYY多基站井下移动通信系统方案确定主要问题技术难点•多手机通信时碰撞问题的解决•语音通信时传输网络带宽的解决•单基站支持多部手机问题的解决•手机跨区无缝切换问题的解决•手机省电模式的解决多基站井下移动通信系统课题分解：人员分工原则依据课题组成员兴趣和工作特长划分任务分解要有可检查性和考核性，要有节点任务分解要明确，课题负责人要特别注意课题模块间的接口问题协调要有好的文档整理标准，做好技术积累多基站井下移动通信系统样机研发完成结束语样机研发完成后，并不代表整个项目的结束，它只是这个项目新一个阶段的开始，在产品化和市场化的过程中还有更多的困难需要我们去解决。