隨著近幾年通訊技術(shù)的迅速發(fā)展,5G時(shí)代已經(jīng)來臨,讓“萬物互聯(lián)”能夠成為現(xiàn)實(shí),而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也得以更加全面快速地發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的智能設(shè)備在人們?nèi)粘５纳钪杏兄絹碓綇V泛的應(yīng)用,智能家居設(shè)備也越來越受到人們的青睞,給人類帶來進(jìn)一步的生活改善。因此,本文設(shè)計(jì)了一套基于藍(lán)牙Mesh和NB-IoT的智能家居系統(tǒng)。其主要工作如下:第一,針對(duì)藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)目前采用泛洪算法在節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多時(shí)導(dǎo)致傳輸效率低的問題。本文提出了一種基于信號(hào)強(qiáng)度的廣播算法,該算法通過信號(hào)強(qiáng)度來計(jì)算出節(jié)點(diǎn)坐標(biāo),繼而通過最優(yōu)覆蓋模型選擇下一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)目標(biāo)節(jié)點(diǎn),在保證送達(dá)率的同時(shí)有效的降低了轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目和轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù),盡可能抑制冗余包和減少?zèng)_突重傳。第二,針對(duì)目前無線Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)單一,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)并且要求實(shí)時(shí)掃描來自鄰居節(jié)點(diǎn)的消息包,從而導(dǎo)致藍(lán)牙設(shè)備無法進(jìn)行低功耗組網(wǎng)的問題。本文提出了一種改進(jìn)的藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),增加了朋友節(jié)點(diǎn)和低功耗節(jié)點(diǎn),解決了藍(lán)牙通信距離有限和低功耗組網(wǎng)的問題。Mesh網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過各類傳感器與帶有Nodic公司推出的超低功耗SoC芯片nRF52832的藍(lán)牙5.0模塊相結(jié)合,構(gòu)成不同的M... 

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 智能家居研究現(xiàn)狀
        1.2.2 藍(lán)牙Mesh組網(wǎng)研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)
第2章 智能家居系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究
    2.1 無線Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    2.2 藍(lán)牙技術(shù)
        2.2.1 藍(lán)牙5.0
        2.2.2 藍(lán)牙協(xié)議棧
        2.2.3 廣播和建立連接
    2.3 NB-IoT技術(shù)
        2.3.1 NB-IoT簡(jiǎn)介
        2.3.2 NB-IoT網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
    2.4 嵌入式相關(guān)技術(shù)
        2.4.1 ARM處理器
        2.4.2 uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)
        2.4.3 StemWin圖像界面軟件包
    2.5 智能家居系統(tǒng)體系架構(gòu)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 基于信號(hào)強(qiáng)度的空間覆蓋MESH組網(wǎng)算法
    3.1 常見的Mesh組網(wǎng)算法介紹
    3.2 算法的設(shè)計(jì)思想
        3.2.1 正六邊形節(jié)點(diǎn)覆蓋模型
        3.2.2 圓盤覆蓋模型
        3.2.3 藍(lán)牙RSSI的距離換算
    3.3 算法設(shè)計(jì)
        3.3.1 圓盤模型下的廣播算法
        3.3.2 SSCF廣播算法
    3.4 Mesh網(wǎng)絡(luò)仿真測(cè)試
        3.4.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
        3.4.2 算法仿真與性能分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 智能家居系統(tǒng)MESH網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.1 改進(jìn)后的藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?br>    4.2 無線通信協(xié)議的設(shè)計(jì)
    4.3 Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件電路設(shè)計(jì)
        4.3.1 智能LED燈
        4.3.2 溫濕度傳感器
        4.3.3 煙霧報(bào)警器
    4.4 Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)
        4.4.1 環(huán)境配置及初始化
        4.4.2 中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)功能設(shè)計(jì)
        4.4.3 朋友節(jié)點(diǎn)功能設(shè)計(jì)
        4.4.4 低功耗節(jié)點(diǎn)功能設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 智能家居控制器網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    5.1 智能家居控制器網(wǎng)關(guān)的硬件結(jié)構(gòu)
    5.2 控制器網(wǎng)關(guān)硬件電路設(shè)計(jì)
        5.2.1 外圍電路設(shè)計(jì)
        5.2.2 TFT-LCD接口電路設(shè)計(jì)
        5.2.3 觸摸屏電路設(shè)計(jì)
        5.2.4 NB-IoT模塊電路設(shè)計(jì)
        5.2.5 藍(lán)牙模塊接口電路設(shè)計(jì)
    5.3 藍(lán)牙5.0 通信模塊
        5.3.1 藍(lán)牙芯片的分析與選型
        5.3.2 外圍電路設(shè)計(jì)
    5.4 控制器網(wǎng)關(guān)的軟件設(shè)計(jì)
        5.4.1 uC/OS-Ⅲ操作系統(tǒng)的移植
        5.4.2 用戶GUI操作界面的設(shè)計(jì)
        5.4.3 藍(lán)牙模塊通信設(shè)計(jì)
        5.4.4 NB-IoT模塊軟件設(shè)計(jì)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 智能家居系統(tǒng)實(shí)例測(cè)試
    6.1 控制器網(wǎng)關(guān)硬件平臺(tái)
    6.2 控制器網(wǎng)關(guān)的功能性測(cè)試
        6.2.1 Mesh組網(wǎng)燈控測(cè)試
        6.2.2 溫濕度采集測(cè)試
        6.2.3 物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)連接測(cè)試
    6.3 系統(tǒng)性能測(cè)試
        6.3.1 藍(lán)牙傳輸距離測(cè)試
        6.3.2 低功耗節(jié)點(diǎn)功耗測(cè)試
    6.4 本章小結(jié)
第7章 論文總結(jié)與展望
    7.1 論文總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]多跳無線網(wǎng)絡(luò)中無需鄰節(jié)點(diǎn)信息的空間覆蓋廣播算法[J]. 劉靖永,李樂民,景小榮.  電子與信息學(xué)報(bào). 2010(10)

博士論文
[1]藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸增強(qiáng)技術(shù)研究及其基帶芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D]. 徐飛.西安電子科技大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于OpenWrt和BLE Mesh的智能家居終端控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 涂藍(lán).江西理工大學(xué) 2016
[2]基于藍(lán)牙4.0的自組網(wǎng)家庭控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 劉麗萍.北方工業(yè)大學(xué) 2016
[3]BLE Mesh網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議的研究與應(yīng)用[D]. 侯立陽.華東師范大學(xué) 2016
[4]基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 姜宇航.吉林大學(xué) 2014
[5]WLAN Mesh網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證協(xié)議研究[D]. 王立.西安電子科技大學(xué) 2012
[6]上海無線城市建設(shè)模式研究[D]. 顧丹.上海交通大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3710667