隨著工業(yè)4.0概念的提出,利用信息化技術(shù)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革,打造智能化工廠成為各國(guó)工業(yè)大力發(fā)展的方向。因此,對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)控,繼而通過(guò)數(shù)據(jù)分析的手段對(duì)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行更加合理的管理、優(yōu)化成為企業(yè)發(fā)展的重要方向。傳統(tǒng)有線方式往往存在監(jiān)控效果不佳的問(wèn)題,本課題結(jié)合實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目背景,研究應(yīng)用于氣動(dòng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng),對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,并通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)傳輸數(shù)據(jù),以達(dá)到對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)控的目的。系統(tǒng)主要分為節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)兩大部分。節(jié)點(diǎn)部署在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng),負(fù)責(zé)采集多個(gè)通道的數(shù)據(jù),并通過(guò)目前新興的無(wú)線通信技術(shù)——LoRa將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)通過(guò)相關(guān)協(xié)議接收多個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并處理,之后借助WIFI技術(shù)將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器,以便相關(guān)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程查看。本課題首先對(duì)目前流行的幾種無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行了介紹分析,結(jié)合課題實(shí)際背景,最終選用了LoRa+WIFI的通信方案,并針對(duì)多節(jié)點(diǎn)LoRa組網(wǎng)數(shù)據(jù)沖突問(wèn)題設(shè)計(jì)了相對(duì)時(shí)間的TDMA（時(shí)分多址）自組網(wǎng)協(xié)議。其次,根據(jù)方案明確了系統(tǒng)各部分硬件功能,完成了系統(tǒng)主要芯片的選型,對(duì)各部分硬件電路進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,完成了終端節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)的PCB電路板制作,搭... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景與研究意義
    1.2 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介
        1.2.2 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議
        1.4.1 LoRaWAN協(xié)議
        1.4.2 自組網(wǎng)MAC相關(guān)協(xié)議
    1.5 論文的主要研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排
第二章 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹與總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 主流的低功耗廣域網(wǎng)無(wú)線技術(shù)對(duì)比
    2.2 LoRa通信技術(shù)簡(jiǎn)介
        2.2.1 LoRa調(diào)制解調(diào)原理
        2.2.2 LoRa信道活動(dòng)檢測(cè)機(jī)制
        2.2.3 LoRa的空中傳輸時(shí)間
    2.3 WIFI關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介
    2.4 TCP/IP協(xié)議
    2.5 系統(tǒng)需求分析及總體方案設(shè)計(jì)
        2.5.1 系統(tǒng)整體需求分析
        2.5.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
    2.6 本章小結(jié)
第三章 現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.1 系統(tǒng)整體硬件框架介紹
        3.1.1 終端節(jié)點(diǎn)整體概述
        3.1.2 網(wǎng)關(guān)整體概述
    3.2 系統(tǒng)關(guān)鍵芯片選型
        3.2.1 主控芯片選型
        3.2.2 AD芯片的選型
        3.2.3 LoRa無(wú)線通信芯片選型
        3.2.4 WIFI芯片選型
    3.3 終端節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)
        3.3.1 STM32F103C8T6 最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
        3.3.2 AD7606 數(shù)據(jù)采集單元電路設(shè)計(jì)
        3.3.3 終端節(jié)點(diǎn)電源及供電電路設(shè)計(jì)
        3.3.4 LoRa無(wú)線模塊電路接口設(shè)計(jì)
        3.3.5 蜂鳴器及LED指示燈電路設(shè)計(jì)
    3.4 網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計(jì)
        3.4.1 網(wǎng)關(guān)部分電源及供電電路設(shè)計(jì)
        3.4.2 OLED顯示電路接口設(shè)計(jì)
        3.4.3 WIFI通信模塊電路接口設(shè)計(jì)
    3.5 PCB的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.5.1 PCB的設(shè)計(jì)流程和規(guī)制
        3.5.2 終端和網(wǎng)關(guān)的PCB實(shí)現(xiàn)
    3.6 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境及總體軟件框架介紹
        4.1.1 開發(fā)環(huán)境介紹
        4.1.2 系統(tǒng)總體軟件框架概述
    4.2 AD7606 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)
        4.2.1 SPI驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
        4.2.2 AD7606 數(shù)據(jù)讀取
    4.3 LoRa無(wú)線組網(wǎng)協(xié)議設(shè)計(jì)
        4.3.1 自組網(wǎng)MAC協(xié)議方案設(shè)計(jì)
        4.3.2 相對(duì)時(shí)間的TDMA協(xié)議軟件實(shí)現(xiàn)
    4.4 WIFI通信設(shè)計(jì)
    4.5 Web服務(wù)器搭建
        4.5.1 Web服務(wù)器整體架構(gòu)
        4.5.2 TCP服務(wù)端的建立及數(shù)據(jù)處理
        4.5.3 MySql數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
        4.5.4 數(shù)據(jù)推送及前端界面設(shè)計(jì)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)測(cè)試
    5.1 系統(tǒng)性能測(cè)試
        5.1.1 終端節(jié)點(diǎn)功耗測(cè)試
        5.1.2 LoRa通信距離測(cè)試
    5.2 系統(tǒng)組網(wǎng)測(cè)試
        5.2.1 LoRa組網(wǎng)協(xié)議測(cè)試
        5.2.2 WIFI連接服務(wù)器測(cè)試
    5.3 系統(tǒng)試驗(yàn)分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文研究?jī)?nèi)容總結(jié)
    6.2 未來(lái)展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[8]LoRa與NB-IoT技術(shù)開啟物聯(lián)網(wǎng)新格局[J]. 徐冬冬.  科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2017(24)
[9]新興物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)——LoRa[J]. 王陽(yáng),溫向明,路兆銘,程剛,潘奇.  信息通信技術(shù). 2017(01)
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博士論文
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碩士論文
[1]基于ARM平臺(tái)的語(yǔ)音編解碼算法分析及其在無(wú)線傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王峰.西安電子科技大學(xué) 2019
[2]智能分揀喂紗系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)的研究[D]. 孫慶.西安工程大學(xué) 2019
[3]工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的智能采集與無(wú)線監(jiān)測(cè)的研究[D]. 劉碩.電子科技大學(xué) 2019
[4]用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的LoRa多點(diǎn)通信協(xié)議研究[D]. 金偉妹.浙江工商大學(xué) 2019
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[6]基于Android和LoRa的工業(yè)化氣體濃度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 劉文娟.揚(yáng)州大學(xué) 2018
[7]基于LoRa的窄帶無(wú)線自組網(wǎng)路由協(xié)議研究[D]. 陳方亭.西安電子科技大學(xué) 2018
[8]基于LoRa技術(shù)的低功耗無(wú)線抄表數(shù)據(jù)傳輸節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張文偉.東南大學(xué) 2017
[9]基于LoRa的無(wú)線自組網(wǎng)MAC協(xié)議研究[D]. 柳永波.西安電子科技大學(xué) 2017
[10]基于Contiki無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究與應(yīng)用[D]. 相文超.吉林大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3202552