基于ZigBee技術(shù)的船舶機艙通信優(yōu)化研究
發(fā)布時間:2021-07-24 15:47
隨著物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展及智慧船舶對數(shù)據(jù)傳輸要求的提升,無線通信技術(shù)逐漸應(yīng)用于船舶機艙通信系統(tǒng)中。隨著無線數(shù)據(jù)傳輸可靠性的提升,無線通信系統(tǒng)成為船舶機艙主流通信系統(tǒng)的可能性大大增加。由于在船舶鋼質(zhì)機艙環(huán)境下,無線電波在傳輸過程中的反射、繞射和透射次數(shù)增加,導致無線信號衰落幅度加大,使船舶機艙的無線電波傳播特性與空曠地域相比存在很大的差異。為進一步提升船舶無線通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?提高無線信號的傳輸能力,需要對無線電波在船舶鋼質(zhì)機艙環(huán)境下的傳輸特性進行優(yōu)化研究。本文通過仿真分析法和實際測量法對無線電波在船舶機艙的傳播特性進行研究。通過無線信號在鋼質(zhì)船舶機艙環(huán)境下的傳輸進行仿真,研究基于2.4GHz頻率段下的無線電波在機艙樓梯間及封閉艙室開信號傳輸通道的傳播特性。在實際船舶主機機艙區(qū)域和不同隔層間進行基于ZigBee技術(shù)的無線信號傳輸特性實驗,結(jié)合實測結(jié)果與仿真結(jié)果對比分析。通過對無線電波在船舶機艙區(qū)域的傳播特性進行研究,提出全船無線自組網(wǎng)和有線主干網(wǎng)與無線局域網(wǎng)結(jié)合的兩種組網(wǎng)架構(gòu),對提高船舶機艙無線數(shù)據(jù)傳輸可靠性提出針對性的方案。本文對船舶無線通信系統(tǒng)的研究可以為船舶機艙通信系統(tǒng)的設(shè)...
【文章來源】:集美大學福建省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題的背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 無線通信技術(shù)在船舶機艙通信中的研究
2.1 船舶通信系統(tǒng)發(fā)展簡介
2.2 無線通信技術(shù)參數(shù)對比分析
2.3 ZigBee通信模塊船舶機艙數(shù)據(jù)傳輸實驗
2.4 本章小結(jié)
第3章 基于ZigBee技術(shù)的船舶無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
3.1 ZigBee技術(shù)的組網(wǎng)方式及特點
3.2 基于ZigBee技術(shù)的機艙組網(wǎng)架構(gòu)
3.2.1 基于ZigBee技術(shù)的全船無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
3.2.2 有線主干網(wǎng)與無線傳感網(wǎng)結(jié)合式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
3.3 本章小結(jié)
第4章 機艙內(nèi)無線電波傳輸特性仿真研究
4.1 無線電波傳輸特性及研究方法
4.1.1 無線電波傳播特性
4.1.2 無線電波傳播與建模方法
4.2 射線跟蹤法及仿真軟件介紹
4.3 船舶樓梯井無線電波傳播特性仿真
4.3.1 船舶機艙模型建立
4.3.2 模型導入及參數(shù)設(shè)置
4.3.3 無線電波樓梯井仿真結(jié)果分析
4.4 船舶封閉艙無線電波傳輸通道仿真
4.5 本章小結(jié)
第5章 無線電波傳輸特性實驗與分析
5.1 基于ZigBee模塊的通信實驗平臺搭建
5.1.1 實驗通信模塊介紹
5.1.2 實驗平臺搭建與調(diào)試
5.2 實驗方法
5.2.1 主機機艙無線數(shù)據(jù)傳輸實驗方法
5.2.2 機艙隔層間無線數(shù)據(jù)傳輸實驗方法
5.3 實測數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果對比分析
5.3.1 主機機艙實驗結(jié)果分析
5.3.2 機艙隔層間實驗結(jié)果分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于LoRa的地下停車場車輛定位系統(tǒng)設(shè)計[J]. 莊凱凱,何安平,袁磊,馮志華,吳盡昭. 計算機測量與控制. 2019(02)
[2]艦船艙室環(huán)境下電波傳播特性的仿真和分析[J]. 閻超,葛莉華,范嘯平. 山西大同大學學報(自然科學版). 2018(06)
[3]基于物聯(lián)網(wǎng)的船舶電力設(shè)備巡檢系統(tǒng)[J]. 黃超,王雷,胡雙進,邱實,張亮. 船電技術(shù). 2018(11)
[4]基于LoRa的低能耗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究[J]. 郭柯灑. 中國信息化. 2018(11)
[5]船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用[J]. 李剛. 艦船科學技術(shù). 2018(06)
[6]物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下船舶無線實時通信系統(tǒng)設(shè)計[J]. 馬瑩瑩. 艦船科學技術(shù). 2018(02)
[7]淺析ZigBee無線通信技術(shù)[J]. 王中意,朱小波,車進. 電子世界. 2017(21)
[8]NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀以及發(fā)展前景[J]. 郭蘭,鄭旸. 通訊世界. 2017(20)
[9]LoRa與NB-IoT技術(shù)開啟物聯(lián)網(wǎng)新格局[J]. 徐冬冬. 科學技術(shù)創(chuàng)新. 2017(24)
[10]船舶網(wǎng)絡(luò)通信中CAN總線在數(shù)據(jù)鏈路與傳輸層的可靠性研究[J]. 董兵. 艦船科學技術(shù). 2017(10)
碩士論文
[1]TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)外聯(lián)合覆蓋規(guī)劃[D]. 劉子鴿.山東大學 2018
[2]隧道環(huán)境下無線信道特性仿真分析[D]. 宋坤.北京交通大學 2017
[3]基于WSN與CAN總線的機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 王卓天.大連海事大學 2017
[4]基于射線跟蹤法的隧道無線信道特性研究[D]. 由明昕.北京交通大學 2016
[5]虛擬Massive MIMO信道測量系統(tǒng)的研制及大尺度衰落分析[D]. 肖晶成.北京交通大學 2016
[6]基于射線跟蹤仿真的彎曲隧道中電波傳播特性研究[D]. 許婷.北京交通大學 2015
[7]地下隧道寬帶無線信道傳播特性的研究[D]. 甘雯雯.北京交通大學 2014
[8]飛機艙內(nèi)無線電覆蓋關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 熊鋒.南昌航空大學 2013
[9]室內(nèi)寬帶無線信道的測量與仿真[D]. 田志明.電子科技大學 2012
[10]基于GPS和GSM短消息的定位裝置的設(shè)計[D]. 董建勛.中北大學 2011
本文編號:3300949
【文章來源】:集美大學福建省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題的背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 無線通信技術(shù)在船舶機艙通信中的研究
2.1 船舶通信系統(tǒng)發(fā)展簡介
2.2 無線通信技術(shù)參數(shù)對比分析
2.3 ZigBee通信模塊船舶機艙數(shù)據(jù)傳輸實驗
2.4 本章小結(jié)
第3章 基于ZigBee技術(shù)的船舶無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
3.1 ZigBee技術(shù)的組網(wǎng)方式及特點
3.2 基于ZigBee技術(shù)的機艙組網(wǎng)架構(gòu)
3.2.1 基于ZigBee技術(shù)的全船無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
3.2.2 有線主干網(wǎng)與無線傳感網(wǎng)結(jié)合式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
3.3 本章小結(jié)
第4章 機艙內(nèi)無線電波傳輸特性仿真研究
4.1 無線電波傳輸特性及研究方法
4.1.1 無線電波傳播特性
4.1.2 無線電波傳播與建模方法
4.2 射線跟蹤法及仿真軟件介紹
4.3 船舶樓梯井無線電波傳播特性仿真
4.3.1 船舶機艙模型建立
4.3.2 模型導入及參數(shù)設(shè)置
4.3.3 無線電波樓梯井仿真結(jié)果分析
4.4 船舶封閉艙無線電波傳輸通道仿真
4.5 本章小結(jié)
第5章 無線電波傳輸特性實驗與分析
5.1 基于ZigBee模塊的通信實驗平臺搭建
5.1.1 實驗通信模塊介紹
5.1.2 實驗平臺搭建與調(diào)試
5.2 實驗方法
5.2.1 主機機艙無線數(shù)據(jù)傳輸實驗方法
5.2.2 機艙隔層間無線數(shù)據(jù)傳輸實驗方法
5.3 實測數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果對比分析
5.3.1 主機機艙實驗結(jié)果分析
5.3.2 機艙隔層間實驗結(jié)果分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于LoRa的地下停車場車輛定位系統(tǒng)設(shè)計[J]. 莊凱凱,何安平,袁磊,馮志華,吳盡昭. 計算機測量與控制. 2019(02)
[2]艦船艙室環(huán)境下電波傳播特性的仿真和分析[J]. 閻超,葛莉華,范嘯平. 山西大同大學學報(自然科學版). 2018(06)
[3]基于物聯(lián)網(wǎng)的船舶電力設(shè)備巡檢系統(tǒng)[J]. 黃超,王雷,胡雙進,邱實,張亮. 船電技術(shù). 2018(11)
[4]基于LoRa的低能耗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究[J]. 郭柯灑. 中國信息化. 2018(11)
[5]船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用[J]. 李剛. 艦船科學技術(shù). 2018(06)
[6]物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下船舶無線實時通信系統(tǒng)設(shè)計[J]. 馬瑩瑩. 艦船科學技術(shù). 2018(02)
[7]淺析ZigBee無線通信技術(shù)[J]. 王中意,朱小波,車進. 電子世界. 2017(21)
[8]NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀以及發(fā)展前景[J]. 郭蘭,鄭旸. 通訊世界. 2017(20)
[9]LoRa與NB-IoT技術(shù)開啟物聯(lián)網(wǎng)新格局[J]. 徐冬冬. 科學技術(shù)創(chuàng)新. 2017(24)
[10]船舶網(wǎng)絡(luò)通信中CAN總線在數(shù)據(jù)鏈路與傳輸層的可靠性研究[J]. 董兵. 艦船科學技術(shù). 2017(10)
碩士論文
[1]TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)外聯(lián)合覆蓋規(guī)劃[D]. 劉子鴿.山東大學 2018
[2]隧道環(huán)境下無線信道特性仿真分析[D]. 宋坤.北京交通大學 2017
[3]基于WSN與CAN總線的機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 王卓天.大連海事大學 2017
[4]基于射線跟蹤法的隧道無線信道特性研究[D]. 由明昕.北京交通大學 2016
[5]虛擬Massive MIMO信道測量系統(tǒng)的研制及大尺度衰落分析[D]. 肖晶成.北京交通大學 2016
[6]基于射線跟蹤仿真的彎曲隧道中電波傳播特性研究[D]. 許婷.北京交通大學 2015
[7]地下隧道寬帶無線信道傳播特性的研究[D]. 甘雯雯.北京交通大學 2014
[8]飛機艙內(nèi)無線電覆蓋關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 熊鋒.南昌航空大學 2013
[9]室內(nèi)寬帶無線信道的測量與仿真[D]. 田志明.電子科技大學 2012
[10]基于GPS和GSM短消息的定位裝置的設(shè)計[D]. 董建勛.中北大學 2011
本文編號:3300949
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