基于ZigBee技术的船舶机舱通信优化研究
发布时间：2021-07-24 15:47
随着物联网通信技术的发展及智慧船舶对数据传输要求的提升,无线通信技术逐渐应用于船舶机舱通信系统中。随着无线数据传输可靠性的提升,无线通信系统成为船舶机舱主流通信系统的可能性大大增加。由于在船舶钢质机舱环境下,无线电波在传输过程中的反射、绕射和透射次数增加,导致无线信号衰落幅度加大,使船舶机舱的无线电波传播特性与空旷地域相比存在很大的差异。为进一步提升船舶无线通信系统数据传输的可靠性,提高无线信号的传输能力,需要对无线电波在船舶钢质机舱环境下的传输特性进行优化研究。本文通过仿真分析法和实际测量法对无线电波在船舶机舱的传播特性进行研究。通过无线信号在钢质船舶机舱环境下的传输进行仿真,研究基于2.4GHz频率段下的无线电波在机舱楼梯间及封闭舱室开信号传输通道的传播特性。在实际船舶主机机舱区域和不同隔层间进行基于ZigBee技术的无线信号传输特性实验,结合实测结果与仿真结果对比分析。通过对无线电波在船舶机舱区域的传播特性进行研究,提出全船无线自组网和有线主干网与无线局域网结合的两种组网架构,对提高船舶机舱无线数据传输可靠性提出针对性的方案。本文对船舶无线通信系统的研究可以为船舶机舱通信系统的设...
【文章来源】：集美大学福建省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 无线通信技术在船舶机舱通信中的研究
2.1 船舶通信系统发展简介
2.2 无线通信技术参数对比分析
2.3 ZigBee通信模块船舶机舱数据传输实验
2.4 本章小结
第3章 基于ZigBee技术的船舶无线网络架构
3.1 ZigBee技术的组网方式及特点
3.2 基于ZigBee技术的机舱组网架构
3.2.1 基于ZigBee技术的全船无线网络架构
3.2.2 有线主干网与无线传感网结合式网络架构
3.3 本章小结
第4章 机舱内无线电波传输特性仿真研究
4.1 无线电波传输特性及研究方法
4.1.1 无线电波传播特性
4.1.2 无线电波传播与建模方法
4.2 射线跟踪法及仿真软件介绍
4.3 船舶楼梯井无线电波传播特性仿真
4.3.1 船舶机舱模型建立
4.3.2 模型导入及参数设置
4.3.3 无线电波楼梯井仿真结果分析
4.4 船舶封闭舱无线电波传输通道仿真
4.5 本章小结
第5章 无线电波传输特性实验与分析
5.1 基于ZigBee模块的通信实验平台搭建
5.1.1 实验通信模块介绍
5.1.2 实验平台搭建与调试
5.2 实验方法
5.2.1 主机机舱无线数据传输实验方法
5.2.2 机舱隔层间无线数据传输实验方法
5.3 实测数据与仿真结果对比分析
5.3.1 主机机舱实验结果分析
5.3.2 机舱隔层间实验结果分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LoRa的地下停车场车辆定位系统设计[J]. 庄凯凯,何安平,袁磊,冯志华,吴尽昭. 计算机测量与控制. 2019(02)
[2]舰船舱室环境下电波传播特性的仿真和分析[J]. 阎超,葛莉华,范啸平. 山西大同大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]基于物联网的船舶电力设备巡检系统[J]. 黄超,王雷,胡双进,邱实,张亮. 船电技术. 2018(11)
[4]基于LoRa的低能耗物联网技术研究[J]. 郭柯洒. 中国信息化. 2018(11)
[5]船舶无线传感器网络中物联网技术的应用[J]. 李刚. 舰船科学技术. 2018(06)
[6]物联网环境下船舶无线实时通信系统设计[J]. 马莹莹. 舰船科学技术. 2018(02)
[7]浅析ZigBee无线通信技术[J]. 王中意,朱小波,车进. 电子世界. 2017(21)
[8]NB-IoT窄带物联网的现状以及发展前景[J]. 郭兰,郑旸. 通讯世界. 2017(20)
[9]LoRa与NB-IoT技术开启物联网新格局[J]. 徐冬冬. 科学技术创新. 2017(24)
[10]船舶网络通信中CAN总线在数据链路与传输层的可靠性研究[J]. 董兵. 舰船科学技术. 2017(10)
硕士论文
[1]TD-LTE无线网络室内外联合覆盖规划[D]. 刘子鸽.山东大学 2018
[2]隧道环境下无线信道特性仿真分析[D]. 宋坤.北京交通大学 2017
[3]基于WSN与CAN总线的机舱监测报警系统的研究与设计[D]. 王卓天.大连海事大学 2017
[4]基于射线跟踪法的隧道无线信道特性研究[D]. 由明昕.北京交通大学 2016
[5]虚拟Massive MIMO信道测量系统的研制及大尺度衰落分析[D]. 肖晶成.北京交通大学 2016
[6]基于射线跟踪仿真的弯曲隧道中电波传播特性研究[D]. 许婷.北京交通大学 2015
[7]地下隧道宽带无线信道传播特性的研究[D]. 甘雯雯.北京交通大学 2014
[8]飞机舱内无线电覆盖关键技术研究[D]. 熊锋.南昌航空大学 2013
[9]室内宽带无线信道的测量与仿真[D]. 田志明.电子科技大学 2012
[10]基于GPS和GSM短消息的定位装置的设计[D]. 董建勋.中北大学 2011
本文编号：3300949
【文章来源】：集美大学福建省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 无线通信技术在船舶机舱通信中的研究
2.1 船舶通信系统发展简介
2.2 无线通信技术参数对比分析
2.3 ZigBee通信模块船舶机舱数据传输实验
2.4 本章小结
第3章 基于ZigBee技术的船舶无线网络架构
3.1 ZigBee技术的组网方式及特点
3.2 基于ZigBee技术的机舱组网架构
3.2.1 基于ZigBee技术的全船无线网络架构
3.2.2 有线主干网与无线传感网结合式网络架构
3.3 本章小结
第4章 机舱内无线电波传输特性仿真研究
4.1 无线电波传输特性及研究方法
4.1.1 无线电波传播特性
4.1.2 无线电波传播与建模方法
4.2 射线跟踪法及仿真软件介绍
4.3 船舶楼梯井无线电波传播特性仿真
4.3.1 船舶机舱模型建立
4.3.2 模型导入及参数设置
4.3.3 无线电波楼梯井仿真结果分析
4.4 船舶封闭舱无线电波传输通道仿真
4.5 本章小结
第5章 无线电波传输特性实验与分析
5.1 基于ZigBee模块的通信实验平台搭建
5.1.1 实验通信模块介绍
5.1.2 实验平台搭建与调试
5.2 实验方法
5.2.1 主机机舱无线数据传输实验方法
5.2.2 机舱隔层间无线数据传输实验方法
5.3 实测数据与仿真结果对比分析
5.3.1 主机机舱实验结果分析
5.3.2 机舱隔层间实验结果分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LoRa的地下停车场车辆定位系统设计[J]. 庄凯凯,何安平,袁磊,冯志华,吴尽昭. 计算机测量与控制. 2019(02)
[2]舰船舱室环境下电波传播特性的仿真和分析[J]. 阎超,葛莉华,范啸平. 山西大同大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]基于物联网的船舶电力设备巡检系统[J]. 黄超,王雷,胡双进,邱实,张亮. 船电技术. 2018(11)
[4]基于LoRa的低能耗物联网技术研究[J]. 郭柯洒. 中国信息化. 2018(11)
[5]船舶无线传感器网络中物联网技术的应用[J]. 李刚. 舰船科学技术. 2018(06)
[6]物联网环境下船舶无线实时通信系统设计[J]. 马莹莹. 舰船科学技术. 2018(02)
[7]浅析ZigBee无线通信技术[J]. 王中意,朱小波,车进. 电子世界. 2017(21)
[8]NB-IoT窄带物联网的现状以及发展前景[J]. 郭兰,郑旸. 通讯世界. 2017(20)
[9]LoRa与NB-IoT技术开启物联网新格局[J]. 徐冬冬. 科学技术创新. 2017(24)
[10]船舶网络通信中CAN总线在数据链路与传输层的可靠性研究[J]. 董兵. 舰船科学技术. 2017(10)
硕士论文
[1]TD-LTE无线网络室内外联合覆盖规划[D]. 刘子鸽.山东大学 2018
[2]隧道环境下无线信道特性仿真分析[D]. 宋坤.北京交通大学 2017
[3]基于WSN与CAN总线的机舱监测报警系统的研究与设计[D]. 王卓天.大连海事大学 2017
[4]基于射线跟踪法的隧道无线信道特性研究[D]. 由明昕.北京交通大学 2016
[5]虚拟Massive MIMO信道测量系统的研制及大尺度衰落分析[D]. 肖晶成.北京交通大学 2016
[6]基于射线跟踪仿真的弯曲隧道中电波传播特性研究[D]. 许婷.北京交通大学 2015
[7]地下隧道宽带无线信道传播特性的研究[D]. 甘雯雯.北京交通大学 2014
[8]飞机舱内无线电覆盖关键技术研究[D]. 熊锋.南昌航空大学 2013
[9]室内宽带无线信道的测量与仿真[D]. 田志明.电子科技大学 2012
[10]基于GPS和GSM短消息的定位装置的设计[D]. 董建勋.中北大学 2011
本文编号：3300949
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