LoRa作為低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）技術(shù),在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中具有較高的應(yīng)用意義。本文從現(xiàn)有的橋梁監(jiān)測(cè)需求出發(fā),進(jìn)行可行性分析,并提出了用于橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和方案。整體方案遵循低功耗設(shè)計(jì)思想,在硬件設(shè)計(jì)上采用新型超低功耗單片機(jī)、長(zhǎng)距離低功耗的網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)計(jì),以及考慮清潔能源的供電電源設(shè)計(jì);服務(wù)器設(shè)計(jì)采用云計(jì)算技術(shù),進(jìn)行集群管理,提供網(wǎng)絡(luò)虛擬化、分布式計(jì)算和分布式存儲(chǔ)等,保障服務(wù)的穩(wěn)定運(yùn)行;同時(shí)結(jié)合大數(shù)據(jù)分析,將數(shù)據(jù)收集、分析,已達(dá)到對(duì)橋梁的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的同時(shí),進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析預(yù)測(cè)的目的。主要從以下方面提出具體解決方案:1、以STM32L443單片機(jī)為核心控制器,設(shè)計(jì)傳感器網(wǎng)關(guān)終端。超低功耗設(shè)計(jì)的單片機(jī),并提供豐富的外設(shè)接口,滿足各類傳感器節(jié)點(diǎn)的接入和通信轉(zhuǎn)發(fā)需求,高能效保證數(shù)據(jù)傳輸安全性及穩(wěn)定性;2、采用SX1278作為無線射頻通信芯片,構(gòu)建LPWAN網(wǎng)絡(luò)。采用LoRa通信協(xié)議,解決長(zhǎng)距離通信的功耗問題,并兼容NB-IoT;3、整合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù),建立橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái),提供遠(yuǎn)程無線監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集分析、安全風(fēng)險(xiǎn)保障預(yù)測(cè)等平臺(tái)功能。本文主要講述該物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)建設(shè),... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

LoRa網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示例圖

第一章緒論-11-LoRa的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，遠(yuǎn)距離節(jié)點(diǎn)可以通過一臺(tái)或多臺(tái)網(wǎng)關(guān)（Gateway）與后端特定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器連接，將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器或云端。在LoRa網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)間不會(huì)直接連接，所有數(shù)據(jù)都需要經(jīng)過網(wǎng)關(guān)，回傳至中心服務(wù)器，再通過中心服務(wù)器將數(shù)據(jù)傳至另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此中心服務(wù)器作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中不可或缺的一部分，整體網(wǎng)絡(luò)以中心服務(wù)器為樹根的樹狀型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�。終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，可以同時(shí)傳給一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)關(guān)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也可以通過多個(gè)網(wǎng)關(guān)之間的鏈路橋接，從而進(jìn)一步延伸覆蓋范圍、傳輸距離。[43-45]LoRa的傳輸距離可達(dá)15公里，甚至20公里，其極低的功耗特性，更好的延長(zhǎng)電池使用壽命；以及其免牌照的通訊頻段，終端節(jié)點(diǎn)開發(fā)的低成本、自由化建設(shè)等等，以上的種種特性，都使得LoRa的使用成本大幅降低。2)NB-IoT基于蜂窩的窄帶（NarrowBand）物聯(lián)網(wǎng)，又稱NB-IoT，是專用于IoT領(lǐng)域的無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。顧名思義，NB-IoT只需要約180KHz的帶寬頻率，且使用License頻段(5)；可部署在現(xiàn)有的2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)上，與之并存。[46-48]圖1-4NB-IoT技術(shù)發(fā)展歷程圖(5)License頻段：需授權(quán)的無線通訊頻段，區(qū)別于無需授權(quán)的ISM頻段，詳見1.2.4無線網(wǎng)絡(luò)的通訊頻段。

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-14-圖1-5國(guó)內(nèi)移動(dòng)通訊頻段分配圖1)非授權(quán)頻段非授權(quán)頻段也稱為免牌照頻段、免費(fèi)頻段，而常見的ISM頻段就是典型的非授權(quán)頻段。ISM頻段為工業(yè)（Industrial）、科學(xué)（Scientific）、醫(yī)學(xué)（Medical）使用頻段（Band），顧名思義，ISM頻段是各國(guó)開放給上述這些機(jī)構(gòu)免費(fèi)使用的一部分頻段。也

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3591011