一种基于LoRa协议的物联网系统设计与实现

发布时间：2021-10-26 19:29

　　随着物联网的蓬勃发展,企业和用户通过搭建网络控制和管理终端设备的需求日益增长,如何使得大量分散的终端设备能够被高效、稳定地管理成为其中的关键,LoRa技术基于其低速率、远距离、低功耗的特性成为组建物联网的主流技术之一。目前市场上很多企业和用户基于LoRaWAN协议使用LoRa技术和相关产品搭建网络,而LoRaWAN协议属于ALOHA协议,设备数量较大时有可能因为同时发送数据而造成数据冲突导致通信效率的降低,鉴于存在这种问题本文设计和实现了一种基于LoRa技术的物联网系统。本文通过分析了LoRaWAN协议的几种机制以及它们的使用场景和存在的局限提出了一种基于LoRa技术的网络协议,该协议将网络的主动控制权放在LoRa基站中,基于时分双工的原则通过划分长短指令的方式充分利用时间资源的同时提高了网络的容量。基于本协议,在硬件与软件两方面实现了上述物联网系统,并在某地质勘探项目中获得应用与验证,硬件方面基于设备集成的原则设计和实现了LoRa模块电路和两款功率放大模块电路;软件方面基于低功耗要求设计了终端设备定时打开接收窗口和自我修正时间基准的省电方案并进行了实现,基于本文设计的网络协议实现了L... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 物联网LoRa技术的研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
    1.4 本文的创新点概述
    1.5 本文的组织结构
第二章 LoRaWAN协议分析和系统总体设计
    2.1 LoRaWAN协议分析
    2.2 系统总体设计
        2.2.1 系统网络的架构设计
        2.2.2 系统网络的总体方案
    2.3 本章小结
第三章 LoRa节点的硬件设计与实现
    3.1 LoRa电路设计
        3.1.1 LoRa电路原理图设计
        3.1.2 匹配电路设计
    3.2 功放电路的设计与仿真
        3.2.1 功放芯片的选型
        3.2.2 第一种芯片功放电路的设计与仿真
        3.2.3 第二种芯片功放电路的设计与仿真
    3.3 本章小结
第四章 LoRa节点与基站软件的设计与实现
    4.1 LoRa通信协议的设计
    4.2 终端节点的软件设计
    4.3 LoRa基站的软件设计
    4.4 本章小结
第五章 测试与分析
    5.1 硬件性能测试
        5.1.1 LoRa电路的性能测试
        5.1.2 功放电路的性能测试
        5.1.3 终端节点与基站的距离测试
    5.2 软件功能测试
    5.3 网络功能测试
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]从互联网到物联网[J]. 姜汉元.  通讯世界. 2019(01)
[2]探讨5G时代物联网技术的应用[J]. 尹功喜.  通讯世界. 2019(01)
[3]LoRa在小型水电站数据采集传输中的应用研究[J]. 陈飞.  云南电力技术. 2018(06)
[4]物联网五大应用市场前景广阔[J]. 杨剑勇.  金融经济. 2018(23)
[5]基于LoRa技术的无线智能电表设计[J]. 袁玉英,罗永刚,袁慧祥,张光兴,邹志远.  电子世界. 2018(22)
[6]电信运营商基于LoRaWAN的城域物联网组网方案[J]. 王佳庆.  电信工程技术与标准化. 2018(11)
[7]基于LoRaWAN的智能园区管理系统[J]. 邹东尧,刘宽,李娜娜,董苏鑫,杜中州.  现代计算机(专业版). 2018(31)
[8]基于LoRa的粉尘检测系统设计[J]. 王晓晖,杨厚俊,范延滨.  工业控制计算机. 2018(10)
[9]NB-IoT与LoRa各有千秋 未来将长期共存[J]. 舒文琼.  通信世界. 2018(28)
[10]基于LORA和四旋翼的大气环境智能检测系统设计[J]. 王晶,胡立夫,王德生.  现代电子技术. 2018(20)

博士论文
[1]物联网大数据存储与管理技术研究[D]. 郝行军.中国科学技术大学 2017



本文编号：3460075