隨著現(xiàn)代化艦船設(shè)備信息交互需求的日益增長,傳統(tǒng)有線電纜的數(shù)量和重量也相應(yīng)增加。在內(nèi)部空間有限的情況下,有線數(shù)據(jù)傳輸逐漸成為制約艦船信息化的重要因素。無線傳感器具有網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大,節(jié)點布置靈活方便等優(yōu)點。無線傳感器應(yīng)用在船舶上可節(jié)約布線、方便隨著技術(shù)發(fā)展增加傳感器檢測節(jié)點、提高艦船自動化水平等優(yōu)點。本論文首先對國內(nèi)外艦船環(huán)境無線傳感器發(fā)展趨勢和在艦船環(huán)境無線傳感器的現(xiàn)狀做出分析,介紹了目前比較先進的無線傳輸技術(shù),并結(jié)合本項目節(jié)點實際需求,從節(jié)點適用性、可靠性、功耗以及抗干擾能力出發(fā),提出一套基于LoRa無線網(wǎng)絡(luò)的艦船溫度、壓力傳感器節(jié)點的軟硬件設(shè)計方案,該傳感器工作在艦船艙室環(huán)境;隨后對艦船艙室環(huán)境下的無線采集節(jié)點的工作原理和系統(tǒng)構(gòu)架進行了分析,針對項目任務(wù)指標,設(shè)計實現(xiàn)了基于STM32L052超低功耗核心處理器的嵌入式系統(tǒng)硬件模塊電路,分別是:電源模塊、通訊模塊和變送器模塊電路;接著根據(jù)整個采集節(jié)點工作流程,編程實現(xiàn)了節(jié)點軟件設(shè)計,包括基于ARM構(gòu)架執(zhí)行于MCU內(nèi)部的串口初始化程序、Modbus協(xié)議和基于LoRa無線網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行于sx1276通訊芯片的發(fā)送程序和抗干擾跳頻程序。在完成整個傳感器... 

【文章來源】：南華大學湖南省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國外發(fā)展情況
        1.2.2 國內(nèi)發(fā)展情況
        1.2.3 差距分析
    1.3 論文的主要研究內(nèi)容及章節(jié)結(jié)構(gòu)安排
第2章 基于LoRa無線網(wǎng)絡(luò)的艦船傳感器節(jié)點整體方案設(shè)計
    2.1 傳感器節(jié)點的整體構(gòu)架與工作原理
    2.2 傳感器節(jié)點在艦船環(huán)境中的適用性分析
        2.2.1 無線傳感器的應(yīng)用需求
        2.2.2 艦船環(huán)境無線傳感器特點
        2.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)對比與選擇
        2.2.4 技術(shù)方案
    2.3 傳感器節(jié)點的工作環(huán)境和技術(shù)指標
        2.3.1 傳感器節(jié)點的工作環(huán)境分析
        2.3.2 傳感器節(jié)點的技術(shù)指標
    2.4 傳感器節(jié)點的模具介紹和傳感器節(jié)點電路板尺寸設(shè)計
    2.5 傳感器節(jié)點的關(guān)鍵部件選型
        2.5.1 主微控制器的選型
        2.5.2 變送器的選型
        2.5.3 通訊模塊的選型
    2.6 無線傳感器功耗分析
    2.7 本章小結(jié)
第3章 傳感器節(jié)點的硬件電路設(shè)計
    3.1 傳感器節(jié)點硬件結(jié)構(gòu)框架
    3.2 傳感器節(jié)點電源模塊設(shè)計
        3.2.1 LDO電源設(shè)計
        3.2.2 供電模塊設(shè)計
    3.3 傳感器節(jié)點通訊模塊設(shè)計
    3.4 變送器模塊設(shè)計
        3.4.1 溫度變送器模塊設(shè)計
        3.4.2 壓力變送器模塊設(shè)計
    3.5 傳感器節(jié)點板電路和PCB板設(shè)計
    3.6 本章小結(jié)
第4章 傳感器節(jié)點的軟件設(shè)計
    4.1 STM32單片機開發(fā)環(huán)境介紹
    4.2 傳感器節(jié)點軟件設(shè)計
        4.2.1 傳感器節(jié)點軟件主函數(shù)流程
        4.2.2 傳感器節(jié)點的初始化
    4.3 溫度、壓力采集模塊程序設(shè)計
        4.3.1 溫度、壓力變送器初始化
        4.3.2 Modbus協(xié)議編寫
    4.4 LoRa發(fā)送程序設(shè)計
        4.4.1 LoRaWAN初始化
    4.5 抗干擾跳頻技術(shù)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 傳感器節(jié)點的調(diào)試與實驗分析
    5.1 實驗設(shè)計
        5.1.1 實驗器件準備
        5.1.2 實驗步驟
        5.1.3 實驗測試與結(jié)果分析
    5.2 與網(wǎng)關(guān)通訊測試實驗
    5.3 傳感器節(jié)點與網(wǎng)關(guān)通訊射頻性能測試
    5.4 傳感器節(jié)點電源供電測試
    5.5 傳感器節(jié)點固件更新
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
作者攻讀學位期間的科研成果
致謝
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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[6]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗節(jié)點設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 劉嘉宇.北京交通大學 2015
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[8]核電設(shè)備狀態(tài)無線監(jiān)測低功耗裝置的研究與設(shè)計[D]. 胡紅陽.電子科技大學 2013
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本文編號：3047734