无线扩频调制解调器的应用研究

无线扩频调制解调器的应用研究

一、无线扩频调制解调器的应用研究(论文文献综述)

魏嘉鑫[1](2021)在《基于LoRa的光伏电站数据传输系统的设计与实现》文中研究指明随着物联网技术的不断发展以及光伏产业的智能化升级,光伏电站对数据传输系统各项性能的要求越来越高。一方面,光伏电站多建设在比较偏远、开阔的地方,布线困难且成本高。另一方面,光伏电站各环境因素对于光伏发电量有着重要影响,需要监控和分析光伏电站的运行情况。因此,研究一个稳定可靠、安全性高的无线数据传输系统有着重要的意义。本文的工作内容主要包括以下几点:(1)针对LoRa技术特点以及LoRaWAN协议各项机制,根据实际场景应用需求,通过对比选择适用的LoRa网络拓扑结构,设计私有组网通信协议数据帧结构,应用关键技术。(2)设计了一个基于LoRa的光伏电站数据传输系统,主要由LoRa终端节点设备、LoRa网关和LoRaWAN服务器三部分组成。根据光伏电站常用环境参数完成数据采集装置的选型,完成终端节点设备和LoRa网关的硬件选配与软件流程设计。搭建开源的LoRaWAN服务器,利用LoRaWAN服务器实现终端节点设备与LoRa网关的入网操作。(3)分析LoRaWAN协议安全机制的不足,在原有AES算法的基础上,引进RSA算法,结合两种算法的特性,实现一种混合的数据加密机制。将数据信息利用AES加密算法进行加密,产生的密钥利用RSA加密算法进行加密,降低了 LoRa网络数据传输过程中的安全隐患,提高了 LoRa网络的安全性;在此基础上对AES和RSA加密算法分别优化改进,以确保算法的运算速率。最后对混合加密机制的性能进行分析论述。经实验验证:(1)光伏电站数据传输系统可以完成光伏电站数据参数的传输工作,运行参数与理论值比较相近,有较高的可靠性和稳定性。(2)文章提出的LoRa网络混合加密机制极大地提高了数据在传输过程中的安全性并保证了良好的传输速率。

李娜娜[2](2021)在《广西地区智慧光伏温室系统研究与设计》文中研究指明农为邦本,本固邦宁,“三农”问题仍是我国工作的重中之重。目前我国农业发展正面临着资源紧缺、务农劳动力不足和环境污染等约束,难以满足国内众多人口对食物的需求,亟需依托现代信息技术和能源技术推进农业转型、升级来改善现有约束,朝着绿色可持续、高产高效优质的现代化方向发展。因此,本文针对大型温室现存监控成本高、传输不稳定、管理分散以及能耗高等问题,利用物联网技术、光伏发电技术、控制策略、云技术和Web技术研究并设计了一种智慧光伏温室系统。本文剖析了监控系统、光伏系统以及温室生产三个维度的需求,聚焦于温室光伏系统应用方案研究和环境监控系统设计。光伏应用研究以广西南宁气候特征为例,确定了独立光伏-市电互补的供电方案;根据温室夏季用电情况,对光伏组件和蓄电池进行选型和容量配置。为使已配置的光伏系统获得最大发电量,用Ecotect和PVsyst计算全年最大辐照量的方位角和倾斜角,得到最佳方位角为正南,最佳倾斜角范围为18~19°。智慧光伏温室监控系统采用Lo Ra与NB-Io T异构组网构建通信方案,对传感器模块、继电器模块、主控芯片模块、Lo Ra和NB-Io T传输模块进行硬件选型、电路设计和软件设计,来实现环境数据的采集、控制和传输。控制策略选用RBFPID,在MATLAB中分析RBF-PID与传统PID对温室空气温度的控制效果,得到RBF-PID调控精度、收敛速度和鲁棒性优于传统PID,为后续应用提供理论依据。客户端选用阿里云服务器(ECS)搭建,在云端配置JavaWeb环境,选用轻量级应用Tomcat作为Web服务器,利用B/S架构、MVC模式和SSH2集成框架开发Web客户端,并结合AJAX和JXL/JFreechart提升用户使用感。温室环境数据由Lo Ra自组网络传输到NB-Io T,经TCP协议发送到ECS,管理员通过浏览器访问Web客户端实现对环境的实时监测和远程调控。最后在Ecotect中对棋盘式和紧密式光伏温室进行采光分析,测试表明棋盘式光伏下采光更好更均匀,紧密式保温性好,可根据光伏温室采光特性划分区域选择适宜的作物种植,为温室种植空间布局和优化提供参考思路;利用PVsyst预测光伏系统发电量,结果表明设计的光伏系统性能较好,可满足温室90.7%的用电需求;对监控系统的组网、监测、控制和Web客户端测试,结果表明系统运行稳定、可靠,基本完成预期目标。

蒋兴科[3](2021)在《建筑形变监测物联网的设计与实现》文中认为近年来随着中国城市化水平的提高,高层建筑的数量也逐日攀升,随之而来的是高层建筑的安全检测以及消防安全问题,如何在火灾现场应对建筑垮塌并确保人身安全,成为了消防从业人员的巨大挑战。现阶段的建筑形变监测手段需要消耗大量人力、物力和时间成本,难以在火灾等恶劣环境中实现可靠的全方位实时建筑健康监测和预警。因此,消防从业人员急需一种工作于恶劣环境下的可靠在线建筑形变监测系统,确保消防抢险人员的人身安全并降低维护成本。随着无线传感网络的快速发展,通过传感器与无线网络可以实现大范围、全天候和全自动的在线监测。本文实现了一种在线建筑形变监测物联网系统,具备日常环境和火灾环境场景下实时监测的功能。本研究主要从建筑形变传感网络设计、无线网络时间同步和无线传感网络可靠性设计三方面开展了以下工作内容:1、针对目前建筑形变监测手段单一和维持成本高等因素,无法在火灾等恶劣环境中实现可靠的全方位实时建筑健康监测的问题,本文实现了建筑形变监测物联网的设计。传感器上采用了MEMS倾角传感器、GNSS RTK位移传感器和K型热电偶温度传感器,用于在线监测建筑结构的形变和温度变化情况,其中倾角传感器和温度传感器用于室内建筑结构监测,位移传感器用于建筑整体结构监测;无线传感网络选用低复杂度的Lo Ra WAN,其具备低功耗、长距离和大容量的优点,利于实现建筑室内无线传感网络覆盖,为终端和服务器的数据交互提供了可靠的通信链路支撑。2、针对建筑形变监测系统后端的数据处理手段对各终端时间同步的需求,本文实现了改进泛洪时间同步协议在Lo Ra WAN的应用。通过在网关和终端应用硬件时间戳技术,在异常值抑制方面使用效果优异的迭代加权最小二乘拟合法,在各终端维持低网络负载和低功耗的前提下,该方案实现了高精度且稳定性良好的时间同步效果,可以满足建筑形变监测物联网的需求。3、Lo Ra WAN使用ALOHA算法实现无线信道防冲突,这种算法在高网络负载下会出现吞吐率下降、可靠性下降和功耗上升等问题。针对上述问题,本文实现了无线传感网络的可靠性设计,通过时分多址在Lo Ra WAN上的应用,在系统输入负载不变的情况下,提升了系统的吞吐率、可靠性,并降低了终端的功耗;通过自定义时间片和时隙调度功能,解决了以往固定时隙分配带来的系统灵活度降低等问题,并提高了后端对数据的利用率。

于良波[4](2020)在《基于LoRa的无线传感器通信系统设计与实现》文中研究说明无线传感器网络是一种由空间上分布的多个传感器节点通过无线通信方式所构成的自组织网络,节点通过选用不同类别的传感器可应用于国民生产和人们生活的各个方面,如智能家居、智慧农业、工业控制、军事等领域,具有十分广阔的应用前景。目前关于无线传感器网络系统的研究普遍都针对某一具体领域,而对通用的无线传感器网络系统研究较少。本文的主要目的是设计完成一套具有一定通用性和可扩展性,包含硬件和软件的无线传感器通信系统,用户可根据不同的应用场景在此基础上进行二次开发和改进升级。本文设计的基于Lo Ra的无线传感器通信系统由Lo Ra节点、多模网关和云平台三个部分组成,各个节点和多模网关之间采用星型组网的方式,节点将数据通过Lo Ra技术传输到多模网关,然后网关通过NB-Io T网络将数据信息上传到云平台,同时网关还辅以RS485有线方式和Wi Fi无线方式将数据传输到本地计算机上,整个数据链路是双向的。节点和网关主控制器都采用STM32F103,射频芯片采用的是SX1278。网关在节点的硬件设计基础上增加了NB模块、Wi Fi模块和RS485模块,以实现多种数据上行方式。系统软件使用自定义通信协议,具有快速重传、数据校验、超时发送补偿等功能,借助自行开发的内存管理系统来提高内存使用效率和系统管理调度。最后本文对系统的软件功能和性能进行了实验,并对节点休眠状态下的功耗以及节点与网关之间的通信距离进行了测试,结果表明节点休眠状态下功耗为3.5μA,通信距离可达4km,系统各部分功能正常,整个系统长时间工作依然拥有良好的运行状态,验证了系统的可靠性和稳定性。整个系统的设计达到了预期目标,具有一定的应用价值。

张航[5](2020)在《基于QPSK调制的扩频通信技术及其FPGA实现》文中进行了进一步梳理扩展频谱通信是现代通信技术研究中的一个重要方向,也是应用极广的一种通信手段,在卫星通信、军事通信、移动通信占据了举足轻重的地位。扩频通信优良的抗干扰能力以及防窃听能力,能够满足现代通信对于保密性和抗干扰的要求。而数字调制解调技术是现代通信中的核心技术之一,其中QPSK调制由于其频带利用率高和抗干扰能力强的优势得到了广泛应用。软件无线电技术飞速发展,使用可编程的FPGA替代传统的硬件设备,大大降低了成本,提高了系统的通用性,因此本文研究直接序列扩频通信系统设计方法及其FPGA实现具有重要意义。本文首先研究扩频解扩方法和DQPSK调制解调方法的基本理论,主要包括伪码同步中捕获与跟踪的原理,以及QPSK调制解调的原理。本文设计的直扩系统发射端由码变换模块、差分编码模块、成形滤波以及载波调制等组成;接收端包括数字下变频、载波同步、伪码同步以及位定时同步环路等环路。以此为基础,本文详细介绍了各个模块设计原理和FPGA实现方案,重点研究直扩系统中伪码同步环路和QPSK解调算法的设计方案。本文采用了序列相位搜索法和延迟锁定环组成伪码同步环路;解调部分采用了基于Costas环的相干解调算法。对直扩信号的调制和解调判决中各个模块进行原理仿真的基础上,在Vivado中进行各个模块的FPGA功能设计并进行仿真验证。最后,本文在Xilinx Zynq-7000系列FPGA芯片上对算法进行了验证,将数据进行调制后,利用本文设计的FPGA程序对数据进行解调并分析。最终测试结果表明,本系统能够可靠有效地完成数据的收发任务,并且大大提高了系统的抗干扰能力。

马英翔[6](2020)在《基于LoRa的浅水通信网络节点设计与实现》文中进行了进一步梳理现代人类社会发展迅速,对各类资源消耗越来越大。陆地资源已经不能满足人类的需求,随着人类对海洋资源开发的进程不断加快,水下无线通信网络的研究变得更加重要。对于目前浅水无线通信网络来说,浅层水面和水下设备的数据传输安全防护等级较弱,仅依靠通信波形及通信协议难以保证通信安全;同时水下通信网络节点硬件部分所用芯片过度依赖国外,同样是信息安全隐患;此外现有水下通信网络节点体积较大、功耗高,仍是水下通信技术所研究的关键。基于上述问题,本论文对浅水无线通信网络节点进行了研究,在通信节点中创新性加入了信息安全处理模块,重点对节点中的信息安全处理模块和无线通信模块进行设计与实现。本论文主要研究了信息安全处理模块器件的选型、原理图设计、电源模块PCB设计、软件设计方案和无线通信模块天线选型、STM32F103和射频模块SX1278的配置以及Lo Ra调制方式。首先,设计了信息安全处理模块,通信节点所接收的指令和传输的数据由其进行处理,负责信息保护和销毁,以防信息泄露;信息安全处理模块实现100%国产化,避免了国外器件恶意电路的信息泄漏和技术制约;模块CPU为神州龙芯GSC3280,支持休眠模式、低频运行等,以软硬件的配合来显着降低整个芯片的功耗。其次,无线通信模块的设计以STM32F103和射频模块SX1278为核心,功耗低,其中射频模块SX1278特有的Lo Ra调制方式,与传统的FSK或OOK调制技术相比,可以增加链路预算并增强对带内干扰的抗干扰能力,同时提高了链路的鲁棒性。此外,也对通信频率的选择进行了分析,在天线尺寸选择和水下电磁波衰减的问题上给出合适的解决方案。最后对实现的通信节点进行性能测试与功能验证,证明各项指标合格。

许璐[7](2020)在《基于RSSI的LoRa室外定位算法的研究》文中指出随着物联网(Internet of Things,IoT)技术的飞速发展,作为物联网的核心和关键技术之一的定位技术正在吸引着越来越多的关注。人们对室外定位的需求越来越高,除了 GPS和北斗技术外,长距离(Long Range,LoRa)技术由于其低功耗、低成本和传输距离远的特点,成为室外定位的热门技术之一。本文提出一种基于测距的LoRa室外定位方法,包括数据处理、建立测距模型和基于距离定位三个步骤。首先基于接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication,RSSI)和到达时间(Arrive of Time,TOA)对RSSI进行筛选,对通过筛选的RSSI求加权平均值用于测距。然后,基于预先测量样本的方式,构建了一种类高斯分布的每个定位基站对应测距模型,获取待定位设备距离基站的距离和定位基站的位置坐标映射用于定位。最后,通过加权三角质心算法改进Taylor级数展开定位算法,有效的提高Taylor定位算法的性能。论文还研制了基于STM32微处理器和SX1280射频模块的LoRa室外定位验证平台,并进行了实测。Matlab仿真和实测结果表明,本文提出的基于RSSI的LoRa室外定位方法可以有效提高定位精度。论文的主要工作如下:(1)介绍LoRa定位的方法类别,阐述基于LoRa的各类定位方法的原理和特点,重点分析了基于距离的定位方法。(2)通过预先测量和融合TOA和RSSI的动态数据处理方法,构建测距模型。通过滑动窗口法动态的统计数据,结合TOA对RSSI进行筛选,采用加权平均值的方法进行数据处理,有效提高RSSI值的准确性。根据RSSI和距离的分布关系,提出一种类高斯分布的距离计算模型,通过预先测量数据的方式,使用拟牛顿迭代法通过数据对模型进行拟合,构建完整的测距模型,可以通过处理后的RSSI值进行距离计算。Matlab仿真结果表明,采用提出的数据处理方法可以提高后续定位结果的准确性。(3)基于融合三角加权质心算法,提出一种改进的Taylor定位算法。由于Taylor级数展开定位算法需要一个位置初始值,然后通过不断的迭代,缩小与真实位置之间的差距直到满足迭代停止条件。初始值的选取如果距离真实的位置较远会造成迭代不收敛和迭代次数过多的问题,所以,采用三角加权质心算法对定位设备的位置进行估算,这个位置的估计作为Taylor定位算法的位置初始值。Matlab仿真结果表明,提出的改进Taylor定位算法性能更好。(4)设计并实现了基于STM32微处理器和SX1280为射频模块的LoRa室外定位验证平台。该平台包括待定位设备、多个定位基站、数据收集终端和PC端。定位基站接收来自待定位设备的信号并进行数据处理和测距,把结果传送给数据收集终端,数据收集终端把数据上传PC端,在PC端通过Python程序采用提出的定位算法实现定位。设计传输机制,保障数据传输准确率和实效性之间的平衡。研制的定位系统在东南大学九龙湖校区进行了实测,验证了提出的定位算法具有较高的定位准确度。

王帅帅[8](2020)在《基于扩频声波的室内定位技术研究》文中研究指明随着通信技术和移动定位技术的迅速发展,利用室外定位导航技术进行的位置信息服务已经渗透到生活的方方面面,人们对室内的位置信息需求也日益迫切,但是由于GPS等卫星定位技术无法在室内应用,如何实现室内高精度、稳定可靠的定位导航已成为当前的迫切需要解决的问题。本文通过对目前主要的室内定位方式进行分析,选择声波这种高精度、低成本、不受室内光线电磁等环境影响的定位方式,但是由于声波传播信道存在衰减特性、多径效应、噪声干扰等影响,为减少这些影响,提出一种基于扩频声波的室内定位技术,并通过搭建的硬件平台进行测试,结果表明该系统具有一定的抗干扰能力和较高的定位精度。本文主要工作如下:1.对声波在空气中的传播特性进行分析,针对声波传播过程中的能量衰减和多径效应,引入扩频通信技术,通过对扩频通信相关技术的分析,选定了适合本系统的扩频调制方式。2.对定位精度影响较大的时间同步、时延估计和基站的空间布局进行研究。提出了基站间时间同步方式并利用互相关函数算法确定声波信号传播时延。参考卫星定位技术中卫星星座几何分布评估方法,利用几何精度衰减因子(GDOP)对声波基站几何空间布局进行仿真评估分析,并给出了几种较好的布局方式,对大规模的基站布置提供参考。3.由声波的扩频调制和定位解算原理,建立系统的整体框架,确定系统主要部分的参数,并完成对该系统扩频声波信号的产生与处理。对该系统平台的主要模块进行了实现,包括应用的软硬件开发平台,选用适合的声波发射器并设计了声波接收器。4.利用建立的扩频声波定位系统对各路声波信号在电路间传输和硬件响应误差进行测试,在剔除该误差下测试该系统在室内环境下的有效通信距离。并进行室内定位测试,测试结果表明定位精度在10cm内,验证该扩频声波室内定位系统的可行性。5.通过对室内定位实验结果进行误差分析,对于存在的系统误差,结合卫星定位的差分定位方法,设计适合该系统的差分方式。分别从测距差分方式和位置差分方式两个方面对实验数据进行分析和处理,结果表明通过两种差分计算后定位精度分别提高了64%和71.3%。

贾蒙[9](2020)在《低功耗长距离无线传感器网络链路质量研究》文中认为基于LoRa(Long Range)的无线传感器网络具有功耗低、覆盖广的优势,可为广阔的区域提供高可靠、大规模的传感网络覆盖。然而部署环境的复杂多变以及节点间的碰撞造成了通信链路质量不可靠,导致无线传感器网络通信性能变差。针对上述问题,设计了基于LoRa的通信系统,从实地测试出发,研究了复杂场景下链路质量的分布特征,分析了LoRa物理层参数对不可靠链路性能的影响,从优化物理层参数配置和多址接入协议两方面提升通信链路性能。具体研究内容包括:一方面,分析了链路质量的分布特征及物理层参数对通信性能的影响。首先,设计基于LoRa的无线传感器网络通信系统,包括传感器节点和汇聚节点的软硬件设计。其次,基于该通信系统,采用链路参数和概率统计相结合的链路质量分析方法,研究陆地和海上两种场景下的链路质量分布特征。最后,基于实测数据分析扩频因子(Spreading Factor,SF)、带宽(Bandwidth,BW)、前向纠错编码率(Coding Rate,CR)等物理层参数对通信链路质量的影响。实验结果表明,在海上场景中,通过优化LoRa物理层参数设置,通信灵敏度最高可提升12 d Bm。另一方面,提出一种多域协同的混合型多址接入方法。首先,根据空分多址(Space Division Multiple Access,SDMA)和频分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA)的方法将传感器节点按照位置进行分组,每组节点使用独立的信道,防止不同组别节点之间的同频干扰。其次,根据链路质量对同一组传感器节点分层,每层传感器节点分配不同的扩频因子,抑制同层节点间通信干扰。最后,在同组同层的节点间引入载波侦听多址(Carrier Sense Multiple Access,CSMA)技术,通过信道占用检测机制,避免节点间通信碰撞。实验结果表明,与随机多址接入方法相比,上述混合型多址接入方法可有效降低节点间的通信干扰,改善通信丢包率和误包率,提升无线传感器网络的链路性能。

李俊超[10](2020)在《基于LoRa的电力信息采集终端关键技术及原型设计研究》文中研究指明智能电网建设为我国电力发展“十三五”规划的重要任务,在智能电网中,用电信息采集终端是不可或缺的一部分,正处于升级换代的过程中。其中采集终端无线通信模块性能的好坏直接影响抄表数据的准确性。针对目前各类抄表方式存在的不足,例如485集中抄表实时性差,安装和维护成本高,公网通信抄表需缴费运营等。本文提出了采用低功率广域网技术(Lo Ra技术)进行无线抄表的方法,此方法既可以降低无线抄表的运营成本,又可以保证信息的安全传输,这对于建设智能电网具有实际的意义。按照无线电委员会规定,采集终端无线模块都应工作在470—510MHz的频段,因此在该频段会有大量无线设备接入,所以处理好该频段无线设备的发射功率和通信冲突,对改善无线网络环境和提高无线设备性能具有重要意义。为此本文提出了基于Lo Ra的改进动态功率控制算法和基于机器学习的冲突分解算法以优化采集终端无线设备的性能。同时本文对采集终端的原理图和PCB电路板进行了设计,对电路板的软硬件调试做了说明。对于提出的改进动态功率控制算法,本文按照Lo Ra扩频因子对处于不同距离范围的接收节点划分了不同的距离范围等级和节点发射功率基础值,并使用功率动态微调节的方式,在保证通信数据可达的前提下进一步降低节点的发射功率。通过实验仿真发现,改进的功率控制算法能有效降低了节点的发射功率。为了验证降低节点发射功率对改善无线网络的传输环境具有积极的作用,本文采用Chirp扩频调制方式(Lo Ra的原始调制方式),在MATLAB中仿真了接收信号误码率受干扰信号强度的影响。通过实验仿真发现,降低节点发射功率确实可以降低此节点对其它传输节点的无线干扰。目前对于冲突分解算法的研究相对成熟,本文详细分析了多种冲突分解算法的改进算法,并在此基础上提出了一种基于机器学习的冲突分解改进算法。本文对IEEE802.11的CSMA/CA策略进行了实验仿真,由此获取机器学习所需的原始数据,包括系统吞吐量、系统延迟、数据包重发率和退避窗口增大倍数,然后采用误差反向传播算法建立退避窗口增大倍数与系统性能参数之间的非线性回归模型,此模型可以对不同退避窗口增大倍数下的系统性能进行有效预测。通过预测结果,选取使系统性能最优的退避窗口增大倍数,将其用于CSMA/CA协议中来提升无线通信的性能。通过对比实验仿真结果可以发现,改进的冲突分解算法相对于IEEE 802.11协议中的冲突分解算法,在系统性能方面确实得到了有效的提升。最后本文对采集终端原理图所设计的各个模块进行了说明,对设计PCB电路板的过程和思路进行了叙述,并对设计出的样机进行了调试。

二、无线扩频调制解调器的应用研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、无线扩频调制解调器的应用研究(论文提纲范文)

(1)基于LoRa的光伏电站数据传输系统的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 背景意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 LoRa技术发展现状
        1.2.2 LoRa技术研究现状
    1.3 研究内容及主要工作
    1.4 本文组织结构
2 LoRa相关理论与技术介绍
    2.1 LoRa技术特点
        2.1.1 前向纠错技术
        2.1.2 扩频调制技术
    2.2 LoRa WAN协议
        2.2.1 网络架构
        2.2.2 终端设备工作模式
        2.2.3 协议栈结构
        2.2.4 入网方式
        2.2.5 安全机制
    2.3 本章小结
3 基于LoRa的光伏电站数据传输系统实现
    3.1 数据传输系统总体设计
    3.2 LoRa无线组网设计
        3.2.1 LoRa网络组网方式
        3.2.2 通信协议数据帧结构
        3.2.3 关键机制应用
    3.3 光伏电站数据传输系统终端节点设计
        3.3.1 光伏电站常用参数及数据采集装置选型
        3.3.2 终端节点硬件选配
        3.3.3 终端节点软件流程设计
    3.4 光伏电站数据传输系统LoRa网关设计
        3.4.1 LoRa网关硬件选型
        3.4.2 LoRa网关软件流程设计
    3.5 LoRa WAN服务器搭建与参数配置
    3.6 本章小结
4 LoRa数据传输网络混合加密设计
    4.1 混合加密机制设计
    4.2 AES算法优化设计
        4.2.1 AES算法原理
        4.2.2 AES算法优化
    4.3 RSA算法优化设计
        4.3.1 RSA算法原理
        4.3.2 RSA算法改进
        4.3.3 RSA改进算法的性能分析
    4.4 混合加密方案性能分析
        4.4.1 安全性分析
        4.4.2 运算速率测试与分析
    4.5 本章小结
5 系统测试与分析
    5.1 实验所需工具和环境配置
        5.1.1 所需工具
        5.1.2 环境配置
    5.2 系统性能测试
        5.2.1 通信距离测试与分析
        5.2.2 丢包率测试与分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果

(2)广西地区智慧光伏温室系统研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外温室系统研究现状
        1.2.1 国外温室系统研究现状
        1.2.2 国内温室系统研究现状
    1.3 温室系统现存不足
    1.4 本文主要研究内容及论文组织结构
    1.5 本章小结
第二章 智慧光伏温室系统关键技术分析与总体设计
    2.1 系统需求分析
    2.2 光伏发电技术
        2.2.1 光伏发电原理介绍
        2.2.2 光伏电池数学模型
        2.2.3 光伏电池工程模型
        2.2.4 光伏电池输出特性研究
    2.3 无线通信技术的比较
    2.4 LoRa技术
        2.4.1 LoRa WAN网络架构
        2.4.2 LoRa WAN网络协议
        2.4.3 LoRa物理层关键技术
        2.4.4 LoRa MAC层终端设备类
    2.5 NB-Io T技术
        2.5.1 NB-Io T网络总体架构
        2.5.2 NB-Io T技术特点
    2.6 系统总体结构设计
    2.7 本章小结
第三章 智慧光伏温室光伏系统设计与优化研究
    3.1 广西地区太阳能资源分析
    3.2 光伏系统方案研究与设计
        3.2.1 光伏结构分析与系统设计
        3.2.2 温室用电需求分析
        3.2.3 蓄电池选型与容量配置
        3.2.4 光伏组件选型与容量配置
    3.3 光伏方案优化研究
        3.3.1 光伏温室倾斜角辐射模型分析
        3.3.2 光伏最佳倾斜角及方位角研究
    3.4 智慧光伏温室模型
    3.5 本章小节
第四章 智慧光伏温室监控系统硬件设计
    4.1 系统硬件总体设计
    4.2 传感器模块选型
        4.2.1 空气温湿度传感器
        4.2.2 土壤温湿度传感器
        4.2.3 CO2 浓度传感器
        4.2.4 光照强度传感器
    4.3 主控模块设计
        4.3.1 电源模块设计
    4.4 调控模块设计
    4.5 LoRa传输模块选型
    4.6 网关模块设计
    4.7 本章小结
第五章 智慧光伏温室监控系统软件设计
    5.1 温室监控系统软件设计整体架构
    5.2 终端节点整体软件设计
        5.2.1 传感器采集程序设计
        5.2.2 调控模块程序设计
    5.3 LoRa通信模块软件设计
        5.3.1 SX1278 初始化
        5.3.2 SX1278 组网流程
        5.3.3 SX1278 数据发送与接收程序设计
    5.4 NB-IoT传输模块软件设计
    5.5 温室环境控制策略研究
        5.5.1 RBF-PID控制器设计
        5.5.2 仿真研究与分析
    5.6 监控系统客户端设计
        5.6.1 客户端功能设计
        5.6.2 客户端总体架构设计
        5.6.3 云平台配置
        5.6.4 Web开发环境配置
        5.6.5 数据库设计
    5.7 本章小结
第六章 系统测试分析
    6.1 温室光伏系统应用研究
        6.1.1 光伏温室采光分析研究
        6.1.2 PVsyst发电量仿真分析
    6.2 监控系统测试
        6.2.1 LoRa组网测试
        6.2.2 通信距离和丢包率测试
        6.2.3 监控系统测试
    6.3 客户端功能实现
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
    7.3 主要创新点
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文和研究成果

(3)建筑形变监测物联网的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究动态与发展趋势
        1.2.1 建筑结构监测技术发展动态
        1.2.2 建筑内部可靠物联网无线通信技术发展动态
        1.2.3 无线网络时间同步技术发展动态
    1.3 本文的主要工作
第二章 建筑形变监测物联网设计
    2.1 系统总体设计
        2.1.1 系统需求分析
        2.1.2 系统方案设计
    2.2 传感器选型与指标分析
        2.2.1 倾角传感器
        2.2.2 位移传感器
        2.2.3 温度传感器
    2.3 无线传感网络设计
        2.3.1 LoRaWAN技术分析
        2.3.2 通信模组与组网方案分析
    2.4 本章小结
第三章 无线同步采集方法研究与设计
    3.1 系统需求分析
    3.2 无线网络时间同步方案研究
        3.2.1 节点时钟模型
        3.2.2 影响时间同步精度的因素
        3.2.3 典型时间同步协议研究
    3.3 无线网络时间同步机制设计
        3.3.1 基于LoRaWAN的 FTSP时间同步机制设计
        3.3.2 FTSP时间同步机制稳定性改进
    3.4 无线网络时间同步验证
        3.4.1 时间同步精度验证
        3.4.2 时间同步稳定性验证
    3.5 本章小结
第四章 无线传感网络的通信可靠性研究与系统实现
    4.1 网络仿真平台
    4.2 物联网的通信可靠性研究与设计
        4.2.1 经典LoRaWAN的通信可靠性研究
        4.2.2 基于时分多址的LoRaWAN
    4.3 系统软件程序设计
        4.3.1 日常监测程序流程
        4.3.2 紧急监测程序流程
    4.4 网络系统通信可靠性测试
        4.4.1 ALOHA通信性能测试
        4.4.2 TDMA通信性能测试
    4.5 系统的实现与验证
        4.5.1 系统实现
        4.5.2 系统验证
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 本文创新点与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果

(4)基于LoRa的无线传感器通信系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 LoRa技术的研究现状
    1.3 主要研究内容及创新点
        1.3.1 论文研究内容
        1.3.2 论文创新点
    1.4 论文组织结构
第2章 无线传感器通信系统总体设计
    2.1 LPWAN无线通信技术概述
    2.2 无线通信技术
        2.2.1 WiFi短距离无线通信技术
        2.2.2 LoRa无线通信技术
        2.2.3 NB-IoT无线通信技术
        2.2.4 Lo Ra和 NB-Io T的比较
    2.3 系统总体方案设计
        2.3.1 LoRa无线传感器通信系统的总体架构设计
        2.3.2 组网方案设计
        2.3.3 多模网关设计
        2.3.4 节点的低功耗设计
    2.4 本章小结
第3章 系统硬件设计
    3.1 系统硬件指标
    3.2 无线传感器通信系统各部分硬件组成
        3.2.1 LoRa射频模块硬件设计
        3.2.2 LoRa节点硬件设计
        3.2.3 多模网关硬件设计
    3.3 本章小结
第4章 系统软件设计与实现
    4.1 软件系统架构
    4.2 内存管理系统功能模块设计
        4.2.1 内存空间buff的设计
        4.2.2 定时器timer的设计
        4.2.3 随机数的设计
        4.2.4 事件驱动机制的设计
        4.2.5 shell调试器的设计
    4.3 LoRa通信协议设计
    4.4 节点软件设计
    4.5 多模网关软件设计
    4.6 本章小结
第5章 系统测试
    5.1 测试方案分析
    5.2 测试环境
    5.3 连通性测试
    5.4 距离测试
    5.5 系统压力测试
        5.5.1 测试场景和实验结果
        5.5.2 网关容量估算
    5.6 节点休眠功耗测试
        5.6.1 工作天数预测
    5.7 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果

(5)基于QPSK调制的扩频通信技术及其FPGA实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源和研究的目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 扩频通信技术研究现状
        1.2.2 软件无线电技术研究现状
        1.2.3 QPSK调制解调技术研究现状
        1.2.4 FPGA的发展和应用
    1.3 主要研究内容及论文结构
第2章 扩频通信的理论基础
    2.1 扩频通信系统的基本原理
    2.2 扩频通信系统的特点
    2.3 直接序列扩频数学模型
    2.4 m序列的原理
    2.5 本章小结
第3章 扩频通信系统发射端信号生成
    3.1 扩频调制原理
        3.1.1 QPSK调制原理
        3.1.2 差分编码解码
        3.1.3 成形滤波原理
    3.2 扩频调制仿真
    3.3 扩频调制FPGA设计
        3.3.1 码变换模块
        3.3.2 成形滤波模块
        3.3.3 数字上变频模块设计
    3.4 本章小结
第4章 扩频系统接收端信号解调设计与实现
    4.1 数字下变频模块设计
    4.2 直扩信号解扩方案设计
        4.2.1 序列相位搜索法原理
        4.2.2 延迟锁定跟踪环路设计
    4.3 载波同步和伪码同步联合同步
        4.3.1 载波同步环路设计
        4.3.2 载波与伪码联合同步环路设计
        4.3.3 伪码同步环路的FPGA实现
        4.3.4 联合同步环路FPGA模块设计
    4.4 本章小结
第5章 系统调试及功能验证
    5.1 系统测试方案
    5.2 测试结果与分析
        5.2.1 扩频调制信号生成验证
        5.2.2 直扩系统解扩解调验证
        5.2.3 EVM测试
    5.3 误码率分析
    5.4 资源占用率分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢

(6)基于LoRa的浅水通信网络节点设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 水下无线通信网及水下节点国内外研究现状
    1.3 论文工作及结构安排
第二章 浅水通信网络节点总体设计方案与工作原理
    2.1 浅水无线通信网络平台组成
        2.1.1 岸上控制节点
        2.1.2 水面中继节点
        2.1.3 水下通信网络节点
    2.2 信息安全化设计
        2.2.1 国产化
        2.2.2 信息安全处理
    2.3 水下电磁波通信原理
        2.3.1 信道电磁特性参数
        2.3.2 水下电磁波的衰减
        2.3.3 水下电磁波的传播速度
        2.3.4 水下电磁波的波长
        2.3.5 信道响应
    2.4 LoRa无线通信原理
        2.4.1 LoRa线性调频扩频通信原理
        2.4.2 LoRa无线通信关键参数
        2.4.3 LoRa数据包结构分析及数据传输时间的计算
        2.4.4 LoRa通信技术关键特性
    2.5 本章小结
第三章 浅水通信网络节点硬件设计
    3.1 浅水通信网络节点硬件总体设计方案
    3.2 信息安全处理模块硬件设计
        3.2.1 电源处理单元
        3.2.2 GSC3280外围电路
        3.2.3 信息安全处理模块连接器信号定义
    3.3 无线通信模块硬件设计
        3.3.1 电源处理单元
        3.3.2 SX1278射频模块
        3.3.3 STM32F103主控模块
        3.3.4 直棒全向天线
    3.4 结构外壳设计
    3.5 本章小结
第四章 浅水通信网络节点软件设计
    4.1 岸上控制节点操控平台软件设计
        4.1.1 软件总体设计
        4.1.2 RS232串行接口设计
    4.2 通信节点软件设计
        4.2.1 软件总体设计
        4.2.2 通信节点入网
        4.2.3 LoRa通信软件设计
        4.2.4 LoRa调制性能仿真
    4.3 本章小结
第五章 浅水通信网络节点性能测试与功能验证
    5.1 信息安全处理模块
        5.1.1 功耗测量
        5.1.2 信息安全处理功能测试
    5.2 无线通信模块
        5.2.1 SX1278模块功耗测量
        5.2.2 LoRa调制信号测试
        5.2.3 LoRa组网测试
        5.2.4 通信时长测试
        5.2.5 不同实验环境测试
        5.2.6 水深与数据丢包率测试
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介

(7)基于RSSI的LoRa室外定位算法的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
缩略语
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 室外定位的研究现状
    1.3 本文研究内容
    1.4 本文结构安排
第2章 基于LoRa的室外定位方法
    2.1 无线传感器网络定位方法
    2.2 集中式本地化定位
    2.3 分布式本地化定位
        2.3.1 基于距离的定位方法
        2.3.2 无关距离的定位方法
        2.3.3 定位方法的比较
    2.4 无线信号传播模型
        2.4.1 自由空间传播模型
        2.4.2 对数路径损耗模型
        2.4.3 小尺度衰落模型
    2.5 本章小结
第3章 基于LoRa技术融合RSSI和TOA的室外定位算法
    3.1 融合RSSI和TOA的数据处理方法
        3.1.1 数据筛选
        3.1.2 加权计算
        3.1.3 动态累计数据
    3.2 测距模型的建立
        3.2.1 测距模型
        3.2.2 基于牛顿法的模型拟合
    3.3 融合三角加权质心的Taylor定位算法
        3.3.1 Taylor级数展开定位算法
        3.3.2 三角形加权质心定位
        3.3.3 融合三角加权质心的Taylor定位算法
    3.4 仿真
    3.5 本章小结
第4章 基于LoRa的室外定位系统设计与实现
    4.1 系统框架
    4.2 系统开发平台
    4.3 硬件平台的设计与实现
        4.3.1 硬件平台总体设计
        4.3.2 STM32F415RGT6芯片
        4.3.3 SX1280芯片
        4.3.4 硬件平台电路
    4.4 软件平台设计与实现
        4.4.1 软件平台整体设计
        4.4.2 待定位设备
        4.4.3 定位基站
        4.4.4 数据收集终端
        4.4.5 PC端
    4.5 本章小结
第5章 系统测试和结果分析
    5.1 测试环境
    5.2 实验结果分析
        5.2.1 实验结果
        5.2.2 误差分析
    5.3 本章小结
第6章 总结和展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 未来研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
    1 学术论文
    2 专利
    3 参与的科研项目

(8)基于扩频声波的室内定位技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 室内定位技术概述
        1.2.2 国外研究现状
        1.2.3 国内研究现状
    1.3 研究内容及章节安排
第二章 声波传播特性及扩频相关技术
    2.1 声波传播信道分析
        2.1.1 声波传播的衰减特性
        2.1.2 声波传播的多径效应
        2.1.3 声波传播的多普勒效应
    2.2 扩频通信的相关技术
        2.2.1 扩频通信原理
        2.2.2 伪随机码生成
        2.2.3 载波调制技术
    2.3 本章小结
第三章 定位原理及关键技术分析
    3.1 声波室内定位原理
    3.2 基站间时间同步与时延估计
        3.2.1 基站间时间同步
        3.2.2 时延估计算法
    3.3 基站空间布局对定位的影响
        3.3.1 定位精度分析
        3.3.2 基站布局的几何精度衰减因子
        3.3.3 实验分析
        3.3.4 实验结果与应用
    3.4 本章小结
第四章 系统结构组成与通信距离测试
    4.1 扩频定位系统结构
        4.1.1 系统框架
        4.1.2 系统参数选择
    4.2 系统软硬件组成
        4.2.1 数字信号处理板
        4.2.2 软件开发工具
        4.2.3 声波发射器与接收器
    4.3 有效通信距离测试
        4.3.1 电路传输误差分析
        4.3.2 测距实验
    4.4 本章小结
第五章 室内定位实验与差分定位研究
    5.1 声波室内定位实验
    5.2 定位误差分析
    5.3 差分定位技术
    5.4 扩频声波测距差分定位方法
        5.4.1 声波测距差分
        5.4.2 实验验证与分析
    5.5 扩频声波位置差分定位方法
        5.5.1 声波位置差分定位
        5.5.2 实验验证与分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 未来工作展望
致谢
参考文献
作者简历

(9)低功耗长距离无线传感器网络链路质量研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 基于LoRa的无线传感器网络研究
        1.2.2 无线传感器网络链路质量相关研究
        1.2.3 无线传感器网络多址接入技术研究
    1.3 研究内容与贡献
    1.4 论文结构与安排
第2章 基于LoRa的无线传感器网络关键技术
    2.1 基于LoRa的无线传感器网络
        2.1.1 LoRa通信的扩频调制技术
        2.1.2 LoRa通信的关键参数
    2.2 链路质量分析方法与特性
        2.2.1 链路质量的分析方法
        2.2.2 LoRa链路的主要特性
    2.3 无线传感器网络的多址接入技术
        2.3.1 常用多址接入技术
        2.3.2 LoRa通信的多址接入技术
    2.4 本章小结
第3章 LoRa通信系统设计及链路质量特征分析
    3.1 基于实测的LoRa通信链路研究
    3.2 通信系统硬件方案的设计
        3.2.1 基于SX1278 的射频模块设计
        3.2.2 传感器节点的硬件设计
        3.2.3 汇聚节点的硬件设计
        3.2.4 搭载平台的设计
    3.3 通信系统软件方案的设计
        3.3.1 数据帧结构的设计
        3.3.2 射频模块的初始化配置
        3.3.3 数据发送和接收流程
        3.3.4 RSSI和 SNR的校准方案设计
    3.4 测试场景和结果分析
        3.4.1 实验场景和方法
        3.4.2 陆地和海上的链路质量特征分析
        3.4.3 物理层参数对链路质量的影响分析
    3.5 本章小结
第4章 多域协同的混合型多址接入方法
    4.1 混合型多址接入技术实现方案
        4.1.1 传感器节点分组方法
        4.1.2 传感器节点分层方法
        4.1.3 信道占用检测机制
        4.1.4 集成多路射频模块的汇聚节点设计
    4.2 混合型多址接入技术测试方案
        4.2.1 实验场景描述
        4.2.2 实验测试方法
    4.3 实验结果分析
        4.3.1 不同扩频因子之间的干扰抑制验证
        4.3.2 时间密集型应用的网络性能验证
        4.3.3 空间密集型应用的网络性能验证
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(10)基于LoRa的电力信息采集终端关键技术及原型设计研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 用电信息采集系统研究现状
        1.2.2 LoRa研究现状
    1.3 研究内容及论文结构
第二章 LoRa功率控制算法
    2.1 LoRa概述
        2.1.1 LoRa调制技术分析
        2.1.2 LoRa关键技术分析
        2.1.3 LoRa的优势
        2.1.4 LoRa WAN协议概述
    2.2 改进的动态功率控制算法
        2.2.1 算法描述
        2.2.2 算法流程
        2.2.3 功率总调控
        2.2.4 功率动态微调控
    2.3 功率控制算法的意义
        2.3.1 对无线干扰的降低
        2.3.2 对能耗的降低
    2.4 本章小结
第三章 冲突分解算法
    3.1 典型的无线网络MAC层协议
        3.1.1 IEEE802.11标准协议
        3.1.2 ALOHA协议和CSMA协议
        3.1.3 MACA协议和MACAW协议
        3.1.4 BTMA协议和SRMA协议
    3.2 IEEE802.11 DCF机制概述
        3.2.1 CSMA/CA策略
        3.2.2 随机退避机制
    3.3 目前的相关工作
        3.3.1 传统的优化算法
        3.3.2 基于机器学习的优化算法
    3.4 改进的冲突分解算法
        3.4.1 算法概述
        3.4.2 数据采集
        3.4.3 机器学习模型
        3.4.4 实验仿真与结果分析
    3.5 本章小结
第四章 采集终端硬件设计
    4.1 硬件设计
        4.1.1 采集终端原理图设计
        4.1.2 采集终端PCB设计
        4.1.3 电路板调试
    4.2 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 研究工作总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

四、无线扩频调制解调器的应用研究(论文参考文献)

  • [1]基于LoRa的光伏电站数据传输系统的设计与实现[D]. 魏嘉鑫. 西安理工大学, 2021(01)
  • [2]广西地区智慧光伏温室系统研究与设计[D]. 李娜娜. 广西大学, 2021(12)
  • [3]建筑形变监测物联网的设计与实现[D]. 蒋兴科. 电子科技大学, 2021(01)
  • [4]基于LoRa的无线传感器通信系统设计与实现[D]. 于良波. 重庆邮电大学, 2020(02)
  • [5]基于QPSK调制的扩频通信技术及其FPGA实现[D]. 张航. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
  • [6]基于LoRa的浅水通信网络节点设计与实现[D]. 马英翔. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [7]基于RSSI的LoRa室外定位算法的研究[D]. 许璐. 东南大学, 2020(01)
  • [8]基于扩频声波的室内定位技术研究[D]. 王帅帅. 战略支援部队信息工程大学, 2020(08)
  • [9]低功耗长距离无线传感器网络链路质量研究[D]. 贾蒙. 天津大学, 2020
  • [10]基于LoRa的电力信息采集终端关键技术及原型设计研究[D]. 李俊超. 西安电子科技大学, 2020(05)

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无线扩频调制解调器的应用研究
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