本文關鍵詞：無線射頻與電力線載波相結(jié)合的應用開發(fā)方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線射頻(RF)及電力線載波(PLC)均是物聯(lián)網(wǎng)終端設備中重要通信技術手段,廣泛地應用于工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測及電力抄表等領域。無線射頻以電磁波為媒介進行數(shù)據(jù)傳輸,電力線載波以現(xiàn)有的電力線為載體進行數(shù)據(jù)傳輸。兩種技術各有其技術特點及應用場景,但在某些應用場合,需要兩種傳輸方式的切換,以滿足實際應用需求。近年來,這方面研究工作,已經(jīng)引起業(yè)界重視,正處于初步研究階段。本文設計了一種無線射頻通信與電力線載波通信轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(RF-PLC),以實現(xiàn)無線射頻與電力線載波的互聯(lián)。主要工作內(nèi)容如下:(1)提出了RF-PLC的總體設計方案。該方案的主控系統(tǒng)由蘇州大學飛思卡爾嵌入式實驗室設計的KW01模塊、自主設計的PL3300H模塊以及擴展板組成。KW01是飛思卡爾公司于2013年推出的無線射頻芯片。PL3300H是北京福星曉程公司在2014年研制的一款電力線載波通信芯片。(2)給出RF-PLC的硬件設計,基于硬件構(gòu)件化設計原則完成了PL3300H模塊的硬件最小系統(tǒng)及載波輸入輸出電路的設計和RF-PLC擴展板的設計,并給出了基本的硬件測試方法。(3)在硬件設計的基礎之上,給出了RF-PLC的軟件設計。整個軟件采用分層結(jié)構(gòu)并遵循軟件構(gòu)件化設計原則進行設計,包括KW01與PL3300H的初始化軟件、通信接口的軟件,并給出了RF-PLC的通信協(xié)議以及路由協(xié)議的設計。結(jié)合智能路燈和水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的初步應用,測試并說明本文所設計的RF-PLC在數(shù)據(jù)傳輸方面性能穩(wěn)定,能基本滿足實際應用的需求,成功實現(xiàn)了無線射頻與電力線載波的結(jié)合,為通信模式提供了一種新的方案。
【關鍵詞】：無線射頻 電力線載波 網(wǎng)關 RF-PLC
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.44;TN913.6
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 相關技術的概述12-14
• 1.3.1 無線射頻通信技術12-13
• 1.3.2 低壓電力線載波13
• 1.3.3 飛思卡爾Sub-1G無線通信解決方案13-14
• 1.4 課題的提出14-15
• 1.5 課題研究內(nèi)容15-16
• 1.6 論文結(jié)構(gòu)安排16-17
• 第2章 總體設計17-26
• 2.1 總體設計17-23
• 2.1.1 RF-PLC的性能需求18
• 2.1.2 芯片選型18-21
• 2.1.3 總體設計框架21-23
• 2.2 基本設計思路23-24
• 2.2.1 軟硬件協(xié)同設計方法23
• 2.2.2 構(gòu)件化設計方法23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-26
• 第3章 RF-PLC硬件設計26-40
• 3.1 硬件功能需求26
• 3.2 硬件總體設計26-27
• 3.3 KW01模塊對外接27-28
• 3.4 PL3300H構(gòu)件化硬件設計28-33
• 3.4.1 PL3300H硬件最小系統(tǒng)28-30
• 3.4.2 小燈構(gòu)件30-31
• 3.4.3 PLC輸入輸出濾波電路31-32
• 3.4.4 PL3300H模塊對外接32-33
• 3.5 RF-PLC擴展板設計33-34
• 3.6 硬件測試34-38
• 3.7 本章小結(jié)38-40
• 第4章 RF-PLC軟件設計40-54
• 4.1 軟件框架結(jié)構(gòu)40-41
• 4.2 底層軟件構(gòu)件41-45
• 4.2.1 KW01系統(tǒng)初始化41
• 4.2.2 PL3300H系統(tǒng)初始化41-42
• 4.2.3 GPIO軟件構(gòu)件42
• 4.2.4 UART軟件構(gòu)件42
• 4.2.5 RF軟件構(gòu)件42-43
• 4.2.6 PLC軟件構(gòu)件43-45
• 4.3 高層軟件構(gòu)件45
• 4.4 協(xié)議層45-51
• 4.4.1 通信協(xié)議的分層模型45-49
• 4.4.2 遞增路由協(xié)議49
• 4.4.3 節(jié)點組網(wǎng)測試49-50
• 4.4.4 節(jié)點測試軟件的設計50-51
• 4.5 應用層51
• 4.6 RF-PLC軟件執(zhí)行流程51-53
• 4.7 本章小結(jié)53-54
• 第5章 應用實例54-62
• 5.1 智能路燈的初步應用54-58
• 5.1.1 系統(tǒng)總體設計方案54-55
• 5.1.2 單燈控制器擴展板硬件分析55-57
• 5.1.3 單燈控制器軟件設計57-58
• 5.1.4 PC方監(jiān)控軟件設計58
• 5.2 水質(zhì)監(jiān)測的初步應用58-61
• 5.2.1 系統(tǒng)總體設計方案59
• 5.2.2 傳感器節(jié)點59-60
• 5.2.3 傳感器節(jié)點的軟件設計60
• 5.2.4 PC方監(jiān)控軟件設計60-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第6章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 全文總結(jié)62-63
• 6.2 課題展望63-64
• 參考文獻64-68
• 公開發(fā)表的論文及研究成果68-69
• 附錄A PL3300H電力線載波芯片的最小系統(tǒng)原理圖69-70
• 附錄B RF-PLC的實物圖70-71
• 致謝71-72

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：無線射頻與電力線載波相結(jié)合的應用開發(fā)方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：319115