發(fā)布時(shí)間：2020-07-09 05:56

【摘要】：隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步,低功耗廣域覆蓋的通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景中具有很大的發(fā)展空間。LoRa(Long Range,長(zhǎng)距離)通信技術(shù)具備超低功耗及廣域覆蓋的技術(shù)特性,解決了傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)低功耗與長(zhǎng)傳輸距離無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)的問題。首先,在文中設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了 LoRa通信系統(tǒng)中終端和網(wǎng)關(guān)。LoRa終端采用低功耗微處理器和具有超低接收靈敏度的SX1276芯片進(jìn)行搭建,實(shí)現(xiàn)終端的電路設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)。LoRa網(wǎng)關(guān)采用一片SX1301搭配兩片SX1255,可實(shí)現(xiàn)海量節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)接收。提出射頻接收電路優(yōu)化方案,采用主動(dòng)降噪和雙級(jí)窄帶濾波的方式有效提高了網(wǎng)關(guān)的接收性能。為研究LoRa通信系統(tǒng)性能,對(duì)LoRa終端及LoRa網(wǎng)關(guān)的通信性能及終端功耗做測(cè)試分析。在城區(qū)環(huán)境中終端與網(wǎng)關(guān)間通訊距離超過10 Km;室內(nèi)環(huán)境實(shí)現(xiàn)穿透13層樓可靠傳輸。完成對(duì)LoRa終端的發(fā)射、接收和低功耗三種模式下的功耗測(cè)試分析,低功耗模式下LoRa終端功耗低至95μA。其次,文中提出基于LoRa的智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了LoRa智能灌溉終端和適合戶外復(fù)雜環(huán)境工作的多功能LoRa網(wǎng)關(guān)。此外,傳統(tǒng)的LoRaWAN(LoRa Wide Area Network,LoRa廣域網(wǎng)絡(luò))通訊協(xié)議三種工作模式無法滿足低功耗和下行命令傳輸?shù)蜁r(shí)延的要求,因此,本文依據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景提出了一種終端變長(zhǎng)休眠周期的通信方案,與Class A通信模式相比在功耗提升2%的情況下,下行命令傳輸時(shí)延降低約70%;與Class B模式相比,在相同時(shí)延情況下,功耗低約53.2%;為進(jìn)一步提高終端壽命,提出基于最大功率點(diǎn)跟蹤算法的無限續(xù)航設(shè)計(jì)方案。經(jīng)驗(yàn)證該方案有效提高了設(shè)備壽命,可實(shí)現(xiàn)灌溉終端無限續(xù)航。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN929.5;TP391.44
【圖文】：

介紹逡逑種面向低功耗廣覆蓋應(yīng)用場(chǎng)景的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)。ＬｏＲａ具有的傳輸距離，空曠條件下傳輸距離可達(dá)１０邋Ｋｍ以上；終端８邋ｄＢｍ，可適用場(chǎng)景豐富；安全性高，傳輸數(shù)據(jù)可進(jìn)行多層加可靠。逡逑前發(fā)展火熱的在物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)ＮＢ－ＩｏＴ具有自身獨(dú)特的技設(shè)備自主性高，設(shè)備微小設(shè)備供電即可進(jìn)行組自己的數(shù)據(jù)采本低，無需多余的ｅＳＩＭ卡。相比傳統(tǒng)的ＬＴＥ、Ｗｉ－Ｆｉ、藍(lán)牙景適用優(yōu)勢(shì)，ＬＴＥ、２Ｇ雖覆蓋范圍較大，但功耗較高設(shè)備藍(lán)牙這類技術(shù)覆蓋范圍較小，不能實(shí)現(xiàn)區(qū)域組網(wǎng)。各通信技比圖如圖２－１所示。在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的時(shí)代，ＬｏＲａ根據(jù)有非常廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景，如智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)和智慧樓宇個(gè)逡逑

；逡逑（２）信息傳輸?shù)膸捰蓚鬏敽瘮?shù)確定，此函數(shù)通常是偽隨機(jī)編碼該函數(shù)將信息擴(kuò)展到很寬的頻帶上。逡逑頻通信系統(tǒng)的通用系統(tǒng)模型如２－３所示。逡逑}保渝澹危埃⑸浠五義希濉板邋五義襄五五邋五五五危卞渦佩義鮮荻恿繡危硇蛄蟹⑸麇逕淦嫡竦雌麇蔚厘義稀摺邋危藉五五五危卞臥脲義仙義鮮菖芯鰣濉危ǎ蓿俊淦德瞬ㄆ鰨蕖義�，ｔ邋Ｔｍ序列发生器射频振荡器辶x賢跡玻忱┢低ㄐ畔低晨蟯跡邸劍福蒎義

本文編號(hào)：2747046