隨著近幾年通訊技術(shù)的迅速發(fā)展,5G時代已經(jīng)來臨,讓“萬物互聯(lián)”能夠成為現(xiàn)實,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,給人類帶來進一步的生活改善。因此,本文設(shè)計了一套基于藍牙Mesh和NB-IoT的智能家居系統(tǒng)。其主要工作如下:第一,針對藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò)目前采用泛洪算法在節(jié)點數(shù)量較多時導(dǎo)致傳輸效率低的問題。本文提出了一種基于信號強度的廣播算法,該算法通過信號強度來計算出節(jié)點坐標,繼而通過最優(yōu)覆蓋模型選擇下一個轉(zhuǎn)發(fā)目標節(jié)點,在保證送達率的同時有效的降低了轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的數(shù)目和轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù),盡可能抑制冗余包和減少沖突重傳。第二,針對目前無線Mesh網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)單一,每個節(jié)點都是中轉(zhuǎn)節(jié)點并且要求實時掃描來自鄰居節(jié)點的消息包,從而導(dǎo)致藍牙設(shè)備無法進行低功耗組網(wǎng)的問題。本文提出了一種改進的藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),增加了朋友節(jié)點和低功耗節(jié)點,解決了藍牙通信距離有限和低功耗組網(wǎng)的問題。Mesh網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 智能家居研究現(xiàn)狀
        1.2.2 藍牙Mesh組網(wǎng)研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(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拓撲結(jié)構(gòu)
    2.2 藍牙技術(shù)
        2.2.1 藍牙5.0
        2.2.2 藍牙協(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 基于信號強度的空間覆蓋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)計思想
        3.2.1 正六邊形節(jié)點覆蓋模型
        3.2.2 圓盤覆蓋模型
        3.2.3 藍牙RSSI的距離換算
    3.3 算法設(shè)計
        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)仿真測試
        3.4.1 評價標準
        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)計與實現(xiàn)
    4.1 改進后的藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò)拓撲
    4.2 無線通信協(xié)議的設(shè)計
    4.3 Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件電路設(shè)計
        4.3.1 智能LED燈
        4.3.2 溫濕度傳感器
        4.3.3 煙霧報警器
    4.4 Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的軟件設(shè)計
        4.4.1 環(huán)境配置及初始化
        4.4.2 中轉(zhuǎn)節(jié)點功能設(shè)計
        4.4.3 朋友節(jié)點功能設(shè)計
        4.4.4 低功耗節(jié)點功能設(shè)計
    4.5 本章小結(jié)
第5章 智能家居控制器網(wǎng)關(guān)的設(shè)計與實現(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
        5.2.1 外圍電路設(shè)計
        5.2.2 TFT-LCD接口電路設(shè)計
        5.2.3 觸摸屏電路設(shè)計
        5.2.4 NB-IoT模塊電路設(shè)計
        5.2.5 藍牙模塊接口電路設(shè)計
    5.3 藍牙5.0 通信模塊
        5.3.1 藍牙芯片的分析與選型
        5.3.2 外圍電路設(shè)計
    5.4 控制器網(wǎng)關(guān)的軟件設(shè)計
        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
        5.4.3 藍牙模塊通信設(shè)計
        5.4.4 NB-IoT模塊軟件設(shè)計
    5.5 本章小結(jié)
第6章 智能家居系統(tǒng)實例測試
    6.1 控制器網(wǎng)關(guān)硬件平臺
    6.2 控制器網(wǎng)關(guān)的功能性測試
        6.2.1 Mesh組網(wǎng)燈控測試
        6.2.2 溫濕度采集測試
        6.2.3 物聯(lián)網(wǎng)云平臺連接測試
    6.3 系統(tǒng)性能測試
        6.3.1 藍牙傳輸距離測試
        6.3.2 低功耗節(jié)點功耗測試
    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
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】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[5]WLAN Mesh網(wǎng)絡(luò)認證協(xié)議研究[D]. 王立.西安電子科技大學(xué) 2012
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本文編號：3710667