1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)
目的:学习Lora技术的基本原理,了解lora扩频通信系统应用技术。采用lora通信模块的设计,构筑一个简洁的仓储管理系统。该系统基于Lora无线通信模块,将粮仓内部温度、湿度实时采集传送至终端,并进行存储。该系统可以降低粮仓存储管理的难度,并实现远程实时监控,实现智能管理。
意义:与其他无线系统相比,LoRa技术拥有如下几大优势。它使用扩频调制技术,可解调低于20 dB的噪声。这确保了高灵敏度、可靠的网络连接,同时提高了网络效率并消除了干扰。而相比于网状网络,LoRaWAN协议的星形拓扑结构消除了同步开销和跳数,因而降低了功耗并可允许多个并发应用程序在网络上运行。同时,LoRa技术实现的通信距离比其他无线协议都要长得多,无需中继器,从而降低了整体拥有成本。此外,相较于3G和4G蜂窝网络,LoRa技术对嵌入式应用而言可扩展性更强,性价比更高。 国内外的研究现状分析:
Microchip Technology Inc.(美国微芯科技公司)宣布推出采用LoRa技术、符合低数据速率无线网络标准的全新系列模块中的首款产品,可实现的物联网(IoT)和机器对机器(M2M)无线通信距离超过10英里(郊区),电池使用寿命可达10年以上,并且能够将数百万的无线传感器节点与LoRa技术网关连接起来。全新433/868 MHz RN2483器件是一款已通过欧洲R&TTE指令评估的射频模块,可显著加快开发速度并降低开发成本。此外,新模块体积小巧(尺寸仅为
17.8x26.3x3 mm),并备有14个GPIO,以极小的占位空间即可灵活连接和控制大量的传感器与执行器。
意法半导体将加入低功率无线电联盟(LoRa Alliance),并发布基于STM32微控制器的LoRa技术参考设计。意法半导体计划研发内置LoRa技术的微控制器,可支持LoRaWAN标准化协议。Semtech和意法半导体将针对多个以LoRa为中心的商业开发项目展开合作,并在多个产品平台上集成LoRa技术,以满足相关应用的各种需求。
低功率无线电联盟及其LoRa开发生态系统,是物联网领域成长最快的产业合作组织,而意法半导体的加盟将有助于LoRa及LoRaWAN技 术成为物联网低功耗广域网
(LPWAN, low-power wide-area network)的全球标准技术。Semtech和意法半导体相信功能强大的标准化生态系统将有助于推动技术应用的发展,进而实现业界预测的物联网规模目标。
2.研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 研究(设计)的基本内容、目标:学习Lora技术的基本原理,了解lora扩频通信系统应用技术;采用lora通信模块的设计,构筑一个简洁的仓储管理系统。
拟采用的技术方案:在仓库中需要测量的点设置温度和湿度测量发射 终端,由终端控制器STM32暂存,然后通过Lora通信模块发射,接收端同样设置一个Lora通信模块用于接收信息,构建一个小型服务器,用于存储仓库各个位置实时的温度和湿度数据,与STM32共同构
成中央控制器,并在显示屏上实时显示。
发射终端
接收终端
系统框图
3.进度安排
第一阶段(1-4周):进行相关理论知识的学习和设计方案的形成;开题报告的撰写。
第二阶段(5-13周):课题研究与设计;完成项目的设计和测试; 第三阶段(14-16周):撰写和修改毕业论文; 第四阶段(17周):参与答辩。
4.阅读的参考文献不少于15篇(其中近五年外文文献不少于3篇)
数据手册:LoRaWAN Specification 1R0
Christine Eisenbeis:LoRA: a Package for Loop Optimal Register Allocation
王宇鑫:智能仓储管理系统设计与实现 毕红梅:智能仓储管理系统的设计与实现 孙利民:无线传感器网络 宋文:无线传感器网络技术与应用 王殊:无线传感器网络的理论及应用 蔡型:短距离无线通信技术综述
IEEE Std 802.15.4m.2003 Wireless Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Nerworks(LR-WPANS)
Hooger Karl: 无线传感器网络协议与体系结构
Freescale Semiconductor: ZigBeeTi-Complicant Plateform 2.4GHz Low Power Transceiver for the IEEE 802.15.4 Standard plus Microcontroller Reference Manual 童利标:无线传感器网络与信息融合 潘泉:信息融合理论的基本方法与进展 何友:多传感器信息融合与应用 杨万海:多处理器数据融合及其应用 黄洁:智能仓储系统的设计与实现

