面向物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信軟件設(shè)計(jì)與休眠算法的研究
發(fā)布時(shí)間:2022-08-01 13:21
隨著科學(xué)技術(shù)的大力開展,關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用在日常生活中隨處可見,與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)也在不斷更新發(fā)展中,并出現(xiàn)了低帶寬、遠(yuǎn)距離、能做到大量連接的以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的低功耗廣域網(wǎng)。在低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)中,Lo Ra、NB-IoT脫穎而出,并成為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的一個(gè)重要發(fā)展方向。如何合理有效的減少能耗、節(jié)約內(nèi)存、又能保證網(wǎng)絡(luò)性能的物聯(lián)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)成為許多學(xué)者的研究重點(diǎn)。本文以物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)為基礎(chǔ),對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信軟件設(shè)計(jì)和節(jié)能休眠機(jī)制進(jìn)行研究,減少終端節(jié)點(diǎn)能量消耗。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信軟件系統(tǒng)基于ARM內(nèi)核的開發(fā)板STM32搭載無線收發(fā)模塊SX1278及外部設(shè)備進(jìn)行軟件開發(fā),由Contiki操作系統(tǒng)完成對(duì)系統(tǒng)的整體調(diào)度,并使用KEIL U5集成工具完成開發(fā)。首先,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)進(jìn)行介紹,對(duì)軟件開發(fā)的硬件平臺(tái)以及集成開發(fā)環(huán)境進(jìn)行介紹。其次,設(shè)計(jì)了終端節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)的軟件通信結(jié)構(gòu),完成終端節(jié)點(diǎn)和多模網(wǎng)關(guān)之間的可靠傳輸,具體地包括組網(wǎng)方式、封裝幀格式、內(nèi)存管理、確認(rèn)回復(fù)等。接著,利用有人物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)作為人機(jī)交互界面,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示以及對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置和控制等。最后,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信軟件系統(tǒng)進(jìn)行功能測(cè)...
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
注釋表
第1章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)
1.1.2 低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)
1.1.3 論文的研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)
1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)
2.1 引言
2.2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的總線類型
2.3 Modbus協(xié)議
2.4 系統(tǒng)中采用的通信技術(shù)
2.4.1 LoRa長(zhǎng)距離無線通信技術(shù)
2.4.2 NB-IoT長(zhǎng)距離無線通信技術(shù)
2.4.3 WiFi近距離無線通信技術(shù)
2.5 物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)
2.6 強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法
2.6.1 Q-Learning方法
2.6.2 Sarsa方法
2.7 本章小結(jié)
第3章 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信軟件設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)與硬件平臺(tái)
3.2.1 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)架構(gòu)
3.2.2 硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)
3.2.3 集成開發(fā)環(huán)境
3.3 終端節(jié)點(diǎn)與多模網(wǎng)關(guān)通信軟件設(shè)計(jì)
3.3.1 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
3.3.2 組網(wǎng)方式
3.3.3 數(shù)據(jù)幀格式
3.3.4 內(nèi)存管理
3.3.5 終端節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)通信流程
3.4 Contiki系統(tǒng)調(diào)度設(shè)計(jì)
3.4.1 終端節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)收發(fā)調(diào)度設(shè)計(jì)
3.4.2 多模網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)收發(fā)調(diào)度設(shè)計(jì)
3.5 物聯(lián)網(wǎng)通信軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
3.6 本章小結(jié)
第4章 自適應(yīng)休眠算法的研究
4.1 引言
4.2 網(wǎng)絡(luò)模型及MDP相關(guān)定義
4.2.1 馬爾科夫決策過程介紹
4.2.2 網(wǎng)絡(luò)模型
4.2.3 相關(guān)定義
4.3 基于Q-Learning的強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法
4.3.1 強(qiáng)化學(xué)習(xí)概念
4.3.2 基于Q-Learning算法的休眠策略
4.4 仿真與性能分析
4.4.1 仿真參數(shù)
4.4.2 性能分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 本文總結(jié)
5.2 下一步工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)研究綜述[J]. 趙星宇,丁世飛. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2018(07)
[2]面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的嵌入式ModBus協(xié)議分析與實(shí)現(xiàn)[J]. 王佩,陳金鷹,童焦龍. 儀表技術(shù)與傳感器. 2018(07)
[3]基于循環(huán)隊(duì)列緩沖的Lora通信數(shù)據(jù)終端設(shè)計(jì)與研發(fā)[J]. 董正凱,葉彥斐. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2018(05)
[4]一種自定義SPI總線協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 雷紅. 信息通信. 2017(05)
[5]基于Q學(xué)習(xí)和TD誤差的傳感器節(jié)點(diǎn)任務(wù)調(diào)度算法[J]. 徐祥偉,魏振春,馮琳,張巖. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[6]低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜述[J]. 鄭寧,楊曦,吳雙力. 信息通信技術(shù). 2017(01)
[7]深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)綜述[J]. 劉全,翟建偉,章宗長(zhǎng),鐘珊,周倩,章鵬,徐進(jìn). 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2018(01)
[8]LoRa無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析[J]. 趙靜,蘇光添. 移動(dòng)通信. 2016(21)
[9]深度學(xué)習(xí)中的無監(jiān)督學(xué)習(xí)方法綜述[J]. 殷瑞剛,魏帥,李晗,于洪. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2016(08)
[10]基于Q學(xué)習(xí)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自組織方法研究[J]. 章韻,王靜玉,陳志,鮑貴城,周峰,扈羅全. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2010(11)
碩士論文
[1]基于Contiki操作系統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 盛李立.武漢工程大學(xué) 2012
本文編號(hào):3667525
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
注釋表
第1章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)
1.1.2 低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)
1.1.3 論文的研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)
1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)
2.1 引言
2.2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的總線類型
2.3 Modbus協(xié)議
2.4 系統(tǒng)中采用的通信技術(shù)
2.4.1 LoRa長(zhǎng)距離無線通信技術(shù)
2.4.2 NB-IoT長(zhǎng)距離無線通信技術(shù)
2.4.3 WiFi近距離無線通信技術(shù)
2.5 物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)
2.6 強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法
2.6.1 Q-Learning方法
2.6.2 Sarsa方法
2.7 本章小結(jié)
第3章 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信軟件設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)與硬件平臺(tái)
3.2.1 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)架構(gòu)
3.2.2 硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)
3.2.3 集成開發(fā)環(huán)境
3.3 終端節(jié)點(diǎn)與多模網(wǎng)關(guān)通信軟件設(shè)計(jì)
3.3.1 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
3.3.2 組網(wǎng)方式
3.3.3 數(shù)據(jù)幀格式
3.3.4 內(nèi)存管理
3.3.5 終端節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)通信流程
3.4 Contiki系統(tǒng)調(diào)度設(shè)計(jì)
3.4.1 終端節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)收發(fā)調(diào)度設(shè)計(jì)
3.4.2 多模網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)收發(fā)調(diào)度設(shè)計(jì)
3.5 物聯(lián)網(wǎng)通信軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
3.6 本章小結(jié)
第4章 自適應(yīng)休眠算法的研究
4.1 引言
4.2 網(wǎng)絡(luò)模型及MDP相關(guān)定義
4.2.1 馬爾科夫決策過程介紹
4.2.2 網(wǎng)絡(luò)模型
4.2.3 相關(guān)定義
4.3 基于Q-Learning的強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法
4.3.1 強(qiáng)化學(xué)習(xí)概念
4.3.2 基于Q-Learning算法的休眠策略
4.4 仿真與性能分析
4.4.1 仿真參數(shù)
4.4.2 性能分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 本文總結(jié)
5.2 下一步工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)研究綜述[J]. 趙星宇,丁世飛. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2018(07)
[2]面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的嵌入式ModBus協(xié)議分析與實(shí)現(xiàn)[J]. 王佩,陳金鷹,童焦龍. 儀表技術(shù)與傳感器. 2018(07)
[3]基于循環(huán)隊(duì)列緩沖的Lora通信數(shù)據(jù)終端設(shè)計(jì)與研發(fā)[J]. 董正凱,葉彥斐. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2018(05)
[4]一種自定義SPI總線協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 雷紅. 信息通信. 2017(05)
[5]基于Q學(xué)習(xí)和TD誤差的傳感器節(jié)點(diǎn)任務(wù)調(diào)度算法[J]. 徐祥偉,魏振春,馮琳,張巖. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[6]低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜述[J]. 鄭寧,楊曦,吳雙力. 信息通信技術(shù). 2017(01)
[7]深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)綜述[J]. 劉全,翟建偉,章宗長(zhǎng),鐘珊,周倩,章鵬,徐進(jìn). 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2018(01)
[8]LoRa無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析[J]. 趙靜,蘇光添. 移動(dòng)通信. 2016(21)
[9]深度學(xué)習(xí)中的無監(jiān)督學(xué)習(xí)方法綜述[J]. 殷瑞剛,魏帥,李晗,于洪. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2016(08)
[10]基于Q學(xué)習(xí)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自組織方法研究[J]. 章韻,王靜玉,陳志,鮑貴城,周峰,扈羅全. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2010(11)
碩士論文
[1]基于Contiki操作系統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 盛李立.武漢工程大學(xué) 2012
本文編號(hào):3667525
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/shengwushengchang/3667525.html
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