基于NB-IOT技术的远程抄表系统的分析与设计
发布时间：2021-09-22 05:16
物联网是以互联网为基础,利用无线数据通信、RFID等技术,创造出一个覆盖世界万物的“物联网”。在这个特殊的网络中,万物可以在没有人为干预的情况下相互“交流”。物联网的出现打破了以往的固定思维。本文从物联网国内外发展的现状、技术原理与分析、软硬件设计、中国移动物联网平台的相关应用阐述了物联网发展的必要性,不久的将来,物联网与人类的生活息息相关,给人提供生产、生活上很多便利。通过对物联网技术原理的分析,更深入地了解物联网与4G网络的联系与不同,物联网的低功耗、低成本、覆盖能力强、海量连接等特点大大的提高了人们的生活质量,降低成本。本文从通过对抄表行业国内外发展现状、各类抄表技术对比、通信方式对比,确定物联网远程抄表优势及意义。重点研究窄带物联网技术特点、工作模式、运营商部署策略,通过对窄带物联网技术原理与分析,对比物联网远程抄表方案与传统方案的优势,窄带物联网有着低功耗、低成本、覆盖能力强、海量连接等优点,同时在系统容量上比LTE（Long term evolution,长期演进）系统、GSM（Global System for Mobile Communication,全球移动通信）系统...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NAS消息长度示意图
吉林大学硕士学位论文24随机接入容量：GSM的随机接入容量计算与NB-IoT的计算方法类似，每秒接入次数如公式（2.19）所示：=×竞争前导数量×周期………………（2.19）其中：碰撞概率P：轻载5%、重载10%（该参数取此值）；竞争前导数量：1；RACH（RandomAccessChannel，随机接入信道）周期：4.615ms（1个TDMA帧时长）。代入这些参数，则每秒接入次数G如公式（2.20）所示）：=%×1×.≈22.8……………………（2.20）那么每小时接入次数如公式（2.21）所示：×3600=82188…………………………………………（2.21）上行传输容量：GSM业务模型：可以NB-IoT业务模型为基准，设为：每个终端发起接入的时间随机分布（满足泊松分布），每小时上行发包1次，每次发送100byte数据。终端用户制式：假设终端都支持Edge，都按照MCS5初始接入，则单PDCH速率可达22.4kbps，如图2-2所示：图2-2上行传输容量示意图数据传输耗时：用户单次抄表业务大小为100bytes=0.8Kbits（含各种数据包头），则一个TDMA（TimeDivisionMultipleAccess，时分多址）帧block对
吉林大学硕士学位论文344ms，数据分为整数部分和小数部分。具体格式如下所述。当前的小数部分用于将来的扩展，现在读为零。操作流程如下：（1）一次完整的数据传输为40bit,高位先出。（2）数据格式：8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和。（3）数据传送采用求和校验。4.3NB-IOT通信模块硬件电路设计本系统采用NB-IOTBC26模块，是一种高性能、低功耗的NB-IOT系列模块。通过NB-IOT无线电通信协议（3GPPRel.13和3GPPRel.14），它可以与网络运营商的基本设备建立通信，如图4-1所示：图4-1硬件设计示意图模块的电源设计对其性能有着重要的影响。BC26可采用静态电流孝输出电流容量为0.5A的LDO作为电源，同时也支持锂锰氧电池供电，电源输入电压范围为2.1V~3.63v。在模块的数据传输过程中，务必要确保电源不低于模块最低工作电压的2.1V，否则模块会出现异常。为了更好的保证电源供电性能，在靠近模块VBAT输入端，并联一个低ESR（ESR=0.7Ω）的100uF的钽电容，用100nF、100pF（0402封装）和22pF（0402封装）滤波电容。同时，在靠近VBAT输入端增加一个TVS管以提高模块的浪涌电压承受能力。该模块可以通过拉下复位引脚电平并保持适当的时间来复位。NETLIGHT信号可用于指示模块的网络状态。BC26模块的USIM接口符合ISO/IEC7816-3规范，支持1.8v外置USIM卡。外部USIM卡由模块内的电源供电。在USIM接口电路设计中，为了保证外
本文编号：3403208
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NAS消息长度示意图
吉林大学硕士学位论文24随机接入容量：GSM的随机接入容量计算与NB-IoT的计算方法类似，每秒接入次数如公式（2.19）所示：=×竞争前导数量×周期………………（2.19）其中：碰撞概率P：轻载5%、重载10%（该参数取此值）；竞争前导数量：1；RACH（RandomAccessChannel，随机接入信道）周期：4.615ms（1个TDMA帧时长）。代入这些参数，则每秒接入次数G如公式（2.20）所示）：=%×1×.≈22.8……………………（2.20）那么每小时接入次数如公式（2.21）所示：×3600=82188…………………………………………（2.21）上行传输容量：GSM业务模型：可以NB-IoT业务模型为基准，设为：每个终端发起接入的时间随机分布（满足泊松分布），每小时上行发包1次，每次发送100byte数据。终端用户制式：假设终端都支持Edge，都按照MCS5初始接入，则单PDCH速率可达22.4kbps，如图2-2所示：图2-2上行传输容量示意图数据传输耗时：用户单次抄表业务大小为100bytes=0.8Kbits（含各种数据包头），则一个TDMA（TimeDivisionMultipleAccess，时分多址）帧block对
吉林大学硕士学位论文344ms，数据分为整数部分和小数部分。具体格式如下所述。当前的小数部分用于将来的扩展，现在读为零。操作流程如下：（1）一次完整的数据传输为40bit,高位先出。（2）数据格式：8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和。（3）数据传送采用求和校验。4.3NB-IOT通信模块硬件电路设计本系统采用NB-IOTBC26模块，是一种高性能、低功耗的NB-IOT系列模块。通过NB-IOT无线电通信协议（3GPPRel.13和3GPPRel.14），它可以与网络运营商的基本设备建立通信，如图4-1所示：图4-1硬件设计示意图模块的电源设计对其性能有着重要的影响。BC26可采用静态电流孝输出电流容量为0.5A的LDO作为电源，同时也支持锂锰氧电池供电，电源输入电压范围为2.1V~3.63v。在模块的数据传输过程中，务必要确保电源不低于模块最低工作电压的2.1V，否则模块会出现异常。为了更好的保证电源供电性能，在靠近模块VBAT输入端，并联一个低ESR（ESR=0.7Ω）的100uF的钽电容，用100nF、100pF（0402封装）和22pF（0402封装）滤波电容。同时，在靠近VBAT输入端增加一个TVS管以提高模块的浪涌电压承受能力。该模块可以通过拉下复位引脚电平并保持适当的时间来复位。NETLIGHT信号可用于指示模块的网络状态。BC26模块的USIM接口符合ISO/IEC7816-3规范，支持1.8v外置USIM卡。外部USIM卡由模块内的电源供电。在USIM接口电路设计中，为了保证外
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