LoRaWAN作為基于LoRa的低功耗廣域網(wǎng)應用規(guī)范,能夠使基于LoRa的物聯(lián)網(wǎng)應用得以快速部署,目前已經(jīng)得到了廣泛的應用。然而LoRaWAN在實際應用中存在著網(wǎng)絡的可靠性較低,通信的實時性得不到保證等問題,面對LoRaWAN存在的問題,迫切需要一種可靠性和實時性較高的基于LoRa的低功耗廣域網(wǎng)絡,以滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等應用的通信需求,本課題針對上述問題展開研究。論文的主要研究工作總結如下:(1)分析了 LoRaWAN協(xié)議,提出一種LoRa組網(wǎng)通信方法,采用TDMA與CSMA混合接入和空中喚醒機制實現(xiàn)LoRa的組網(wǎng),滿足了不同通信業(yè)務的傳輸需求,解決了 LoRaWAN在節(jié)點數(shù)量增加及通信數(shù)據(jù)量增大時由于通信沖突加重導致的通信可靠性下降的問題,確保節(jié)點具備低功耗的同時降低了通信時延。(2)采用多信道通信方式,通過劃分不同的信道將TDMA與CSMA接入方式進行有效區(qū)分,并針對不同的網(wǎng)絡需求對信道數(shù)量進行規(guī)劃,解決了共享信道時TDMA與CSMA混合接入通信時的性能瓶頸。同時制定了節(jié)點入網(wǎng)、消息上報和下行喚醒在內(nèi)的LoRa組網(wǎng)通信流程,通過信道分配、時隙分配等網(wǎng)內(nèi)通信機制將節(jié)點分配于不同TDMA信...

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 LoRa應用與研究現(xiàn)狀
    1.3 課題的研究內(nèi)容
    1.4 論文章節(jié)安排
2 相關技術研究
    2.1 LoRa技術與LoRaWAN協(xié)議
        2.1.1 LoRa調(diào)制技術
        2.1.2 LoRa數(shù)據(jù)包及空中傳輸時間
        2.1.3 LoRaWAN協(xié)議
    2.2 無線信道接入技術
    2.3 本章小結
3 LoRa組網(wǎng)通信方法研究
    3.1 LoRaWAN協(xié)議分析
    3.2 LoRa組網(wǎng)通信方法分析
        3.2.1 上行通信方法分析
        3.2.2 下行通信方法分析
    3.3 基于LoRa的TDMA/CSMA混合接入通信方法研究
        3.3.1 信道劃分
        3.3.2 時隙通信
        3.3.3 時鐘同步
        3.3.4 信道速率規(guī)劃
    3.4 性能比較分析與評估
    3.5 LoRa網(wǎng)絡組建
        3.5.1 節(jié)點入網(wǎng)
        3.5.2 信道分配
        3.5.3 時隙分配
        3.5.4 節(jié)點消息上報
        3.5.5 網(wǎng)關下行喚醒
    3.6 本章小結
4 LoRa物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡架構設計
    4.1 網(wǎng)絡架構分析
    4.2 基于云平臺的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構
    4.3 LoRa物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡架構設計
    4.4 本章小結
5 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
    5.1 設備端與云端的通信設計
        5.1.1 遠程通信協(xié)議選擇
        5.1.2 設備端接入設計
        5.1.3 物模型通信
    5.2 網(wǎng)關的設計與實現(xiàn)
        5.2.1 網(wǎng)關的硬件設計
        5.2.2 網(wǎng)關的軟件設計
    5.3 節(jié)點的設計與實現(xiàn)
        5.3.1 節(jié)點的硬件設計
        5.3.2 節(jié)點的軟件設計
    5.4 本章小結
6 應用與測試
    6.1 景觀照明系統(tǒng)
        6.1.1 系統(tǒng)概述
        6.1.2 系統(tǒng)架構
    6.2 搭建系統(tǒng)測試平臺
    6.3 系統(tǒng)通信測試
        6.3.1 LoRa組網(wǎng)通信測試
        6.3.2 網(wǎng)絡通信測試
    6.4 系統(tǒng)功能測試
        6.4.1 屬性設置
        6.4.2 屬性獲取
        6.4.3 服務調(diào)用
        6.4.4 系統(tǒng)整體功能測試
    6.5 本章小結
7 總結與展望
    7.1 全文工作總結
    7.2 未來工作展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的論文及專利目錄



本文編號：3740743