噪聲污染是一種新興的、具有挑戰(zhàn)性的城市環(huán)境問題,它以多種方式影響著居民的身心健康。日益嚴重的噪聲污染和居民對良好生活環(huán)境的不懈追求成為當今城市發(fā)展之中無法忽視的重要矛盾之一。如何對城市聲環(huán)境展開及時、全面、精準的監(jiān)測管理成為亟待解決的一個重要問題�；诂F(xiàn)有研究,本文設(shè)計了一種覆蓋廣、精度高、且高效節(jié)能的基于混合感知的噪聲監(jiān)測系統(tǒng),其核心思想是結(jié)合無線傳感網(wǎng)和群智感知技術(shù)進行的噪聲監(jiān)測。這種混合感知模式,既考慮到固定部署的無線傳感節(jié)點監(jiān)測較為穩(wěn)定、采集數(shù)據(jù)精準的優(yōu)勢,又利用了移動群智感知模式布設(shè)靈活、可感知范圍廣的特點,結(jié)合兩者的優(yōu)勢相互協(xié)作,以便完成大規(guī)模的感知任務(wù)。為了提高混合感知監(jiān)測系統(tǒng)的準確性,降低時間和能耗代價,本文從三個方面優(yōu)化了系統(tǒng)。首先,由于手機監(jiān)測無法和標準聲級計具有相同的性能,我們提出一種基于幾何平均回歸的在線分布式校準方法來校正智能手機的采集數(shù)據(jù),從而使其更加精確。其次,手機在采集數(shù)據(jù)時會受到用戶行為的影響,據(jù)此論文提出通過識別用戶運動狀態(tài)來優(yōu)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),降低采集數(shù)據(jù)的測量誤差。本文還提出針對移動端采集流程的優(yōu)化方案,目的是降低手機執(zhí)行采集任務(wù)的系統(tǒng)能耗。最后,... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古大學內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【圖文】：

專業(yè)聲級計及其使用工況

基于混合感知的城市噪聲監(jiān)測系統(tǒng)研究82.1.2計權(quán)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境噪聲評價指標包含有主觀及客觀兩類。常用的客觀評價指標是線性聲壓級。所謂主觀評價指標是能反映人耳聽覺感受的評價量，計權(quán)聲壓級便是對客觀物理量進行計權(quán)修正所得的主觀評價量。由于人耳對不同頻率聲音的敏感程度不相同，不同頻率但聲壓級相同的聲音給人的主觀感受是不一樣的[37]。考慮到聲音的這一特點，研究人員提出計權(quán)聲級的概念。利用人耳在不同頻率下的主觀感受對不同頻程的聲壓級進行加權(quán)修正，并計算各個頻程修正聲壓級疊加后的總聲壓級，將其定義為計權(quán)聲壓級，即計權(quán)聲級[38]。根據(jù)不同的應(yīng)用場景，又劃分有A、B、C三種計權(quán)網(wǎng)絡(luò)。對于連續(xù)的穩(wěn)態(tài)噪聲，A聲級能較好地反映人耳的主觀感覺[39,40]。2.2LoRa無線通信技術(shù)2.2.1LoRa技術(shù)概述圖2.1LPWAN、ZigBee、LTE技術(shù)性能對比Figure2.1LPWAN,ZigBee,LTEtechnologyperformancecomparisonLoRa（LongRangeRadio）是由Semtech公司專門針對遠距離、低速率、低功耗的通信場景而設(shè)計的物理層通信技術(shù)[41]。其特點包括：更遠的傳輸距離，空曠場景下傳輸距離在10km以上；更大的接收靈敏度，SX1278終端芯片接收靈敏度最大可達-148dBm，可應(yīng)用在遠距離傳輸及可靠性要求極高的場合；更多樣的安全機制，支持源頭認證、完整性和MAC架構(gòu)重發(fā)保護，可對應(yīng)用載荷實現(xiàn)端到端加密。

基于混合感知的城市噪聲監(jiān)測系統(tǒng)研究102.2.2LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議LoRaWAN是LoRa聯(lián)盟制定的標準化LPWAN協(xié)議，該協(xié)議規(guī)定了LoRa網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。LoRaWAN的協(xié)議架構(gòu)如圖2.2所示。協(xié)議對于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的電池壽命、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點容量、服務(wù)質(zhì)量、安全性以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多樣性都具有最大影響[44]。ApplicationLoRaMACClassA(Baseline)ClassB(Baseline)ClassC(Continuous)LoRaModulationRegionalISMbandEU868EU433US915AS430—圖2.2LoRaWAN協(xié)議結(jié)構(gòu)Figure2.2LoRaWANProtocolArchitecture如圖2.3所示，LoRaWAN通信系統(tǒng)主要包括：LoRa終端節(jié)點、LoRa網(wǎng)關(guān)、云服務(wù)器、移動應(yīng)用。LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)采用星形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)下LoRa終端需要與LoRa網(wǎng)關(guān)進行通信，通過LoRa網(wǎng)關(guān)將終端設(shè)備和遠程服務(wù)器進行連接[45]。LoRa終端節(jié)點可以經(jīng)過一跳或多跳連接到LoRa網(wǎng)關(guān)，而網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器之間使用以太網(wǎng)進行連接[46]。圖2.3LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Figure2.3LoRaWANNetworkArchitectureLoRa終端節(jié)點處于星型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的底層，負責采集傳感信息或執(zhí)行網(wǎng)關(guān)傳來的控制命令�？筛鶕�(jù)不同的應(yīng)用場景，添加相應(yīng)的模塊。通常使用的模塊包括：傳感模塊、LoRa通信模塊、電源模塊及微處理器模塊。當LoRa終端運行在LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之上時，終端根據(jù)不同的工作場景可選擇不同的工作模式。譬如ClassA模式功耗最低，終端于數(shù)據(jù)包發(fā)送完成后只

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3502618