基于BLE Mesh网络的室内环境监测软件系统的设计与实现

发布时间：2017-04-26 00:15

  本文关键词：基于BLE Mesh网络的室内环境监测软件系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的迅速发展,物联网解决方案层出不穷,这对传感器网络技术也提出了各种各样的要求。在室内光照环境下布置传感器网络时,如果要为每个采集点配置电源接口和网络接口则一般需要对建筑进行改造,费时费力。而本文设计的室内环境监测系统使用太阳能电池和BLE模块实现了低功耗下数据的无线传输,很好的解决了这个问题。本文首先调研了国内外传感器网络的发展状况,并简单介绍了几种常用的无线传输技术。之后对本系统所涉及到的相关技术和模块进行介绍,其中重点讲述了EZ-BLE模块和BLE协议。之后是对系统的分析与设计,首先进行需求分析,从系统的采集数据和配置节点的功能和低功耗性能方面确定了设计目标,然后给出了系统的总体架构和各主要模块的设计,并考虑低功耗蓝牙模块的特点,对数据传输过程超低功耗的要求,提出了解决方案,并进行了设计。在此基础上,对主模块、BLE模块、温湿度数据采集模块、WDT模块、Low_Power模块、UartCmd模块、数据格式和低功耗策略进行了详细设计,并给出了这些模块和策略的具体实现细节。测试表明,本系统可以在大于200照度的室内光照环境下低功耗、可靠的完成数据采集,这是对基于低功耗蓝牙的传感器网络的有益补充。
【关键词】：室内环境 监测系统 低功耗 低功耗蓝牙 网格组网
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212;TP274
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-16
• 1.1 项目背景和来源12
• 1.2 国内外研究与应用的发展与现状12-14
• 1.3 主要研究内容14-15
• 1.4 论文组织结构15-16
• 第二章 相关技术和产品综述16-27
• 2.1 BLE16-21
• 2.1.1 BLE协议栈16-20
• 2.1.2 BLE组网20-21
• 2.1.3 低功耗21
• 2.2 EZ-BLE模块21-23
• 2.3 Energy Harvest PMIC模块23-24
• 2.4 温湿度传感器24-25
• 2.5 PSoC Creator25-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第三章 系统分析与设计27-53
• 3.1 系统硬件概述27-29
• 3.2 需求分析29-30
• 3.3 系统工作原理及整体构架设计30-33
• 3.4 低功耗分析与设计33-37
• 3.4.1 低功耗问题分析33-34
• 3.4.2 WDT时间同步机制34
• 3.4.3 完全扫描34-37
• 3.5 数据格式设计37-41
• 3.5.1 消息结构设计37-38
• 3.5.2 广播包结构设计38
• 3.5.3 WDT包结构设计38-39
• 3.5.4 BLE配置(Profile)39-41
• 3.6 主模块41-46
• 3.6.1 主模块设计41-44
• 3.6.2 发现阶段设计44-45
• 3.6.3 忙阶段设计45-46
• 3.7 BLE模块46-47
• 3.8 温湿度采集模块47-49
• 3.9 WDT模块49-50
• 3.10 low_power模块50-51
• 3.11 UartCmd模块51-52
• 3.12 本章小结52-53
• 第四章 系统实现53-72
• 4.1 主模块实现53-61
• 4.1.1 发现阶段54-55
• 4.1.2 交换阶段55-57
• 4.1.3 空闲阶段57-60
• 4.1.4 忙阶段60-61
• 4.2 BLE模块实现61-63
• 4.3 温湿度采集模块实现63-66
• 4.4 WDT模块实现66-67
• 4.5 low_power模块实现67-68
• 4.6 UartCmd模块实现68-70
• 4.7 小结70-72
• 第五章 总结与展望72-74
• 5.1 总结72
• 5.2 展望72-74
• 参考文献74-76
• 致谢76-78

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