家庭供水管道漏水既會帶來經(jīng)濟損失,也會造成安全隱患。目前已有多種漏水檢測方案,但由于其成本、實時性或檢測精度等方面的局限性,均無法在智能家居中普及和推廣,而室內無線網(wǎng)絡通信技術的發(fā)展為研究智能家庭漏水檢測系統(tǒng)提供了新思路。本文提出一套基于LoRa無線組網(wǎng)技術的智能家庭漏水檢測系統(tǒng),由電池供電的LoRa漏水檢測節(jié)點、可控制水閥開關的LoRa-Wi Fi集中器網(wǎng)關、可實時監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)的APP以及電磁閥遙控器組成。節(jié)點用于檢測漏水狀態(tài)并通過LoRa模塊向集中器網(wǎng)關發(fā)送報警信號,集中器網(wǎng)關接收此報警信號后自動關閉總水閥,并將此報警信號通過Wi Fi發(fā)送至APP提醒用戶及時處理,電磁閥遙控器作為輔助,用于控制電磁閥的開關。本系統(tǒng)具有低功耗、低成本、實時性強以及通信可靠性高等優(yōu)勢,并且易于集成到諸如家用地暖等智能家居系統(tǒng)中。為保證由電池供電的漏水檢測節(jié)點能長時間工作,本文提出了一種基于自適應功率調節(jié)算法的低功耗設計方法。采用均值濾波機制,節(jié)點在采集多次信號強度(RSSI)之后,將跳變較大的RSSI值去除后取均值,從而提高對數(shù)據(jù)鏈路評估的準確度,然后再根據(jù)該RSSI值自適應地調整其發(fā)射功率。測試表明...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 漏水檢測相關技術現(xiàn)狀
        1.2.1 漏水檢測技術國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 無線網(wǎng)絡通信相關技術現(xiàn)狀
        1.2.3 功率控制技術
    1.3 本文主要研究的內容
        1.3.1 節(jié)點低功耗設計
        1.3.2 LoRa無線網(wǎng)絡防碰撞設計
    1.4 本文各章節(jié)內容安排
第二章 智能家庭漏水檢測系統(tǒng)詳細設計
    2.1 系統(tǒng)概述
        2.1.1 系統(tǒng)整體架構
        2.1.2 系統(tǒng)需求描述
    2.2 系統(tǒng)硬件設計
        2.2.1 系統(tǒng)硬件設計架構
        2.2.2 節(jié)點硬件設計
        2.2.3 集中器網(wǎng)關硬件設計
    2.3 系統(tǒng)軟件設計
        2.3.1 節(jié)點軟件設計
        2.3.2 集中器網(wǎng)關軟件設計
    2.4 系統(tǒng)功能測試
    2.5 實物展示
        2.5.1 集中器網(wǎng)關實物圖
        2.5.2 節(jié)點與遙控器實物圖
        2.5.3 APP界面展示
        2.5.4 本系統(tǒng)在智能地暖系統(tǒng)中的應用
    2.6 本章小結
第三章 基于自適應功率調節(jié)算法的低功耗設計
    3.1 節(jié)點自適應功率調節(jié)算法的改進與實現(xiàn)
        3.1.1 功率控制技術選擇
        3.1.2 基于RSSI的室內路徑損耗模型
        3.1.3 RSSI均值濾波
        3.1.4 自適應功率調節(jié)算法改進
        3.1.5 算法實現(xiàn)
    3.2 算法測試
        3.2.1 測試方案及測試數(shù)據(jù)
        3.2.2 測試結果分析
    3.3 節(jié)點低功耗硬件設計
        3.3.1 低功耗器件的選擇
        3.3.2 硬件低功耗設計
    3.4 節(jié)點功耗測試與分析
        3.4.1 測試方案及測試數(shù)據(jù)
        3.4.2 測試結果分析
    3.5 本章小結
第四章 基于非時隙CSMA/CA算法的Lo Ra無線網(wǎng)絡設計
    4.1 基于退避時隙優(yōu)化的非時隙CSMA/CA算法改進及實現(xiàn)
        4.1.1 非時隙CSMA/CA算法原理
        4.1.2 傳統(tǒng)非時隙CSMA/CA算法分析
        4.1.3 基于退避時隙優(yōu)化的非時隙CSMA/CA算法改進及應用
    4.2 基于非時隙CSMA/CA算法的Lo Ra無線網(wǎng)絡防碰撞機制設計
        4.2.1 信道檢測機制比較與分析
        4.2.2 LoRa無線網(wǎng)絡防碰撞機制設計
    4.3 LoRa無線網(wǎng)絡設計與實現(xiàn)
        4.3.1 LoRa無線網(wǎng)絡拓撲結構設計
        4.3.2 通信協(xié)議設計
    4.4 無線網(wǎng)絡性能測試
        4.4.1 通信距離測試
        4.4.2 多節(jié)點通信測試
    4.5 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄 作者在讀研期間發(fā)表的學術論文及參加的科研項目



本文編號：3840086