收藏本站
《北京交通大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

工业物联网宽带信道测量和衰落特性研究

张克  
【摘要】:随着工业化与信息化的深度融合,工业生产各个环节的互联互通逐渐成为可能,工业物联网(Industrial Internet of Things,IIoT)应运而生。物联网能够极大限度地提高工业生产的效率以及可靠性,是未来制造业发展的重要趋势。作为工业物联网的关键技术之一,无线通信技术为搭建信息化、智能化的生产管理和控制网络提供了解决方案,但目前工业无线通信的可靠性、延时性和网络容量等指标尚未完全满足工业物联网的发展需求,这无疑会给智能化制造带来风险和挑战。由于无线通信系统的传输速率、系统容量和传输质量都要受到无线信道特性的制约,因此有必要对工业环境下无线信道的特性展开研究,只有在充分掌握信道特性后,才能采取与之相适应的物理层技术,实现合理的通信系统设计,使无线通信技术更好地支撑工业物联网的发展。本文对某汽车厂焊接车间环境下的宽带信道展开了测量,并结合实测数据进行理论分析,探讨了工厂不同频点、不同场景下无线信道的传播特性。首先,本文回顾了国内外关于工业环境下无线信道的相关研究进展,介绍了无线通信的基本信道特性。然后,根据研究需要,对工厂环境下无线信道测量设备、信道冲激响应的提取方法以及信道数据的处理方法进行了详细介绍。最后,通过实测数据分析了宽带无线信道的衰落特性,获取信道参数随收发天线之间距离增加的变化规律,并对比分析了三个高低频点的视距(Line-of-Sight,LOS)和非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)场景下的信道特性。研究发现,工厂环境的路径损耗指数与频率并无明确的对应关系,而与其场景中的多种综合因素有关。此外由于工厂环境高反射金属材料较多,金属环境比较恶劣,同一频段的NLOS场景会比LOS场景下信道衰落更加明显,且传输频率越高,信道越易受工厂环境的影响。通过分析工厂两个不同通道场景下的信道参数,发现焊接机器人的数量对接收信号强度影响不大,而焊接机器人对小尺度衰落影响较大,且在高频点的信号测量时,其影响更为明显。本文的研究为工业物联网的信道标准化工作和新技术的研发提供了理论基础,有助于推动中国工业物联网的无线通信发展。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TP391.44;TN929.5

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭慧;贠晓哲;;工业互联网推动下制造业的转型升级[J];物联网技术;2018年02期
2 王兵维;余粟;;基于生产线的工业通信网络方案设计与分析[J];产业与科技论坛;2017年03期
3 段雪娇;;中国企业对物联网产业的投资契机分析[J];中国国际财经(中英文);2017年01期
4 杨敏;;实现物联网领域新突破[J];中国电信业;2016年10期
5 马建生;金志强;姜光;徐力;丁峰;付小霞;;室内无线通信系统的路径损耗模型研究[J];信息通信;2016年01期
6 肖晶成;陶成;刘留;卢艳萍;李文娟;刘鹏宇;;虚拟Massive MIMO信道测量系统的研制[J];电子测量与仪器学报;2016年01期
7 江世亮;李辉;;德国的“工业4.0”其实就是美国的CPS——访美国NSF智能维护系统产学合作中心主任李杰[J];世界科学;2014年05期
8 申静涛;;基于RSSI的对数距离路径损耗模型研究[J];电子质量;2013年12期
9 谢军华;张永东;徐源;;基于GSK数控系统及工业机器人的智能化车间生产管理系统研究[J];机电工程技术;2012年08期
10 王代华;宋林丽;王宇龙;孔祥善;张志杰;;平坦地面无线信道的大尺度衰落特性[J];计算机工程与设计;2012年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 李其昌;大规模多天线信道测量及信道衰落特性研究[D];北京交通大学;2017年
2 李杰;基于物联网的挤压生产线数据采集系统研究[D];吉林大学;2016年
3 闵明慧;面向工业物联网的IEEE802.15.4e TSCH调度算法研究[D];沈阳理工大学;2016年
4 吴凯;典型移动通信基站电磁环境影响模型化研究[D];电子科技大学;2015年
5 庞宏伟;基于信道时域特征的物理层安全传输技术研究[D];解放军信息工程大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张凤英;;基于Zigbee及RSSI的养老院室内定位系统的开发[J];电子技术与软件工程;2018年14期
2 吴钰浩;陶成;刘留;雷勇;刘妍;;基于TDM的大规模多天线信道测量系统的射频切换模块设计[J];电子测量与仪器学报;2018年03期
3 张春生;;基于GSK数控系统及工业机器人的智能化车间生产管理系统研究[J];中国战略新兴产业;2018年12期
4 祁恩召;张自达;李春树;;校园休闲区环境2.4GHz无线信道路径损耗建模[J];信息通信;2017年11期
5 雷勇;刘留;陶成;吴钰浩;刘妍;周涛;;基于测量的6GHz频段大规模多天线信道容量的研究[J];电波科学学报;2017年05期
6 张宝军;杨凡;杨强强;;改进指纹强度下的WiFi室内定位算法[J];电视技术;2017年Z1期
7 孙伟;陆伟;李奇越;陈良锋;穆道明;王建平;;智能电网中无线传感器网络通信链路可靠性置信区间预测[J];电力系统自动化;2017年04期
8 冯小杰;彭勇;吴锡生;;基于平面投影的三维空间定位算法[J];计算机工程;2016年12期
9 张瑾;;基于GSK数控系统及工业机器人的智能化车间生产管理系统探析[J];经营管理者;2016年26期
10 李其昌;刘留;陶成;卢艳萍;肖湘;;无线信道测量设备系统响应消除问题研究[J];仪器仪表学报;2016年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 张克;工业物联网宽带信道测量和衰落特性研究[D];北京交通大学;2018年
2 刘妍;基于理论方法的Massive MIMO无线信道建模研究[D];北京交通大学;2018年
3 吴钰浩;基于TDM的大规模多天线射频切换模块软硬件实现[D];北京交通大学;2018年
4 雷勇;基于测量的大规模多天线信道容量及空间相关性的研究[D];北京交通大学;2018年
5 秦志远;基于多态物联的供应链情景建模研究[D];贵州大学;2017年
6 伍冬莉;基于Moodle与微信的移动学习平台设计与研究[D];重庆师范大学;2017年
7 张腾;物理层安全与无线动态密钥协议[D];西安电子科技大学;2015年
8 黄夷芯;基于无线信道特征的物理层安全研究[D];东南大学;2015年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;智能制造、智慧工厂、工业4.0都必须标准化体系先行[J];智慧工厂;2017年05期
2 高巍;;工业互联网推动工厂网络与互联网融合发展[J];中兴通讯技术;2016年05期
3 王保民;张淑敏;;离散型制造业智能工厂建设思路与关键要素分析[J];国防制造技术;2016年01期
4 彭章友;刘若然;李林霄;刘琦;刘洋;王淼;;非视距环境下Massive MIMO信道的构建与分析[J];电子测量技术;2015年07期
5 胡楚锋;郭淑霞;李南京;张玉生;;超视距宽带信号同步测量技术研究[J];仪器仪表学报;2014年11期
6 ;用示波器分析抖动——时域和频域详细分析[J];国外电子测量技术;2014年05期
7 缪学勤;;智能工厂与装备制造业转型升级[J];自动化仪表;2014年03期
8 杜品圣;;智能工厂——德国推进工业4.0战略的第一步(下)[J];自动化博览;2014年02期
9 杜品圣;;智能工厂——德国推进工业4.0战略的第一步(上)[J];自动化博览;2014年01期
10 樊多盛;施韶华;李孝辉;;基于GPS接收机的铷原子钟驾驭方法研究[J];电子测量与仪器学报;2013年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘鹏宇;Massive MIMO信道测量控制软件的研究与开发[D];北京交通大学;2016年
2 肖晶成;虚拟Massive MIMO信道测量系统的研制及大尺度衰落分析[D];北京交通大学;2016年
3 李文娟;大规模多天线信道测量及小尺度衰落特性研究[D];北京交通大学;2016年
4 姚文武;基于动态服务的物联网实验室设备管理系统设计[D];吉林大学;2015年
5 盛震男;基于RFID技术和ZigBee技术的定位节点设计[D];沈阳工业大学;2015年
6 金建勋;压力传感器校准方法的研究[D];大连理工大学;2014年
7 高斌;基于ZigBee无线网络在切削过程中数据采集和信息处理的研究[D];大连交通大学;2014年
8 何柏松;基于Zigbee技术多点数据采集研究与设计[D];东北石油大学;2014年
9 程文璞;高速移动环境中基于理论方法的无线信道建模研究[D];北京交通大学;2014年
10 何之栋;工业无线网络路由及通信调度的实现与优化[D];浙江大学;2014年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许蓉;物联网技术与应用的思考[J];中国战略新兴产业;年期
2 周家绪;基于Wi-Fi的物联网厨房管理系统设计[J];中国战略新兴产业;年期
3 高鹏宣;薛丹;王晓;;云计算及物联网技术在智慧城市中的应用[J];电子技术与软件工程;2018年18期
4 巩玉;;基于云计算的物联网专利技术综述[J];中国科技信息;2018年19期
5 胡波;物联网技术在小区的应用探讨[J];中国战略新兴产业;年期
6 潘文忠;;物联网技术在煤矿井下机电设备状态监测中的应用[J];机械管理开发;2018年10期
7 黄佳;物联网技术在配网接地线安全管控中的应用研究[J];中国战略新兴产业;年期
8 曾辉平;;物联网及其在林业中的应用分析[J];南方农业;2018年21期
9 沈文杰;;物联网技术在智慧校园建设中的应用探讨[J];信息记录材料;2018年10期
10 姚建铨;;我国发展物联网的战略意义[J];网信军民融合;2017年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨婷婷;李晶晶;李丹;;探究“互联网+”时代物联网技术在沈阳智慧城市中的应用[A];第十五届沈阳科学学术年会论文集(理工农医)[C];2018年
2 张大鹏;张刘华;;建筑消防物联网技术应用研究初探[A];2016中国消防协会科学技术年会论文集[C];2016年
3 朱飞勇;;基于物联网的消防安全工作实践与思考[A];2016中国消防协会科学技术年会论文集[C];2016年
4 刘建国;毕晓华;;基于物联网的灾害现场内部环境监测及预警关键技术[A];2016中国消防协会科学技术年会论文集[C];2016年
5 贾俊涛;;关于“智慧消防”建设的几点思考[A];2016中国消防协会科学技术年会论文集[C];2016年
6 刘志勇;杨小华;李佩河;;门址数据应如何迎接物联网时代的到来[A];卫星导航产业机遇与挑战2010[C];2010年
7 黄冰倩;黄珊;张雅;;物联网技术在智慧环保中的应用[A];第六届云南省科协学术年会暨红河流域发展论坛论文集——专题二:滇南中心智慧城市建设[C];2016年
8 ;城市公共管理物联网大数据平台助力城市精细化管理[A];2017年中国照明论坛——半导体照明创新应用与智慧照明发展论坛论文集[C];2017年
9 朱育红;;感知农业物联网的智慧气象信息[A];第34届中国气象学会年会 S12 提升气象科技水平,保障农业减灾增效论文集[C];2017年
10 孙涛;;物联网在医院应用的研究[A];中华医学会医学工程学分会第十五次全国学术年会论文汇编[C];2015年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 平阳 通讯员 夏滨彬;桐乡打造全国“互联网+医疗”发展先行地[N];嘉兴日报;2016年
2 本报记者 李佳师;物联网如何跳出“看起来很美”?[N];中国电子报;2016年
3 本报记者 赵晨;“开放物联”从全局引领物联网产业发展[N];中国电子报;2016年
4 本报记者 李佳师;中国或因物联网而领跑全球[N];中国电子报;2016年
5 本报记者 李佳师;物联网是地产行业转型的有力推手[N];中国电子报;2016年
6 记者 崔晓利;构建物联网 推广新技术[N];安阳日报;2016年
7 ;《中国移动互联网发展报告(2016)》发布 移动互联网将向智慧物联网发展[N];中国电子报;2016年
8 柯文;MWCS2016:一场“连接”的盛宴[N];人民邮电;2016年
9 本报记者 徐勇;5G是爱情,基于现实基础才更甜蜜[N];人民邮电;2016年
10 朱程;无锡:物联网“织”出智慧城市新模样[N];江苏经济报;2018年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曲超;语义物联网事务模型及其应用[D];华南理工大学;2017年
2 周志平;物联网环境下制造企业组织变革模型与决策权配置问题研究[D];合肥工业大学;2017年
3 房梁;面向物联网搜索的访问控制关键技术研究[D];北京邮电大学;2018年
4 王亚丽;SDN架构下物联网服务提供机制及性能优化研究[D];北京邮电大学;2018年
5 贾冰;基于语义的物联网服务架构及关键算法研究[D];吉林大学;2013年
6 王军平;基于物联网的服务提交关键技术与系统的研究[D];北京邮电大学;2013年
7 熊大红;基于本体的农业物联网信息智能管理机制研究[D];湖南农业大学;2013年
8 吴岳辛;物联网异构环境互操作关键技术研究[D];北京邮电大学;2017年
9 郑纪业;农业物联网应用体系结构与关键技术研究[D];中国农业科学院;2016年
10 邓雪峰;设施农业物联网系统建模与模型验证[D];中国农业大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黎芳萍;面向物联网的跨平台移动应用设计与实现[D];海南大学;2017年
2 白昊;基于MQTT协议的物联网平台设计与实现[D];西安邮电大学;2018年
3 张晓珊;基于物联网技术的手术室信息化管理评价体系研究[D];遵义医学院;2018年
4 邹慧丽;基于CoAP的物联网服务平台设计与实现[D];中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所);2018年
5 张克;工业物联网宽带信道测量和衰落特性研究[D];北京交通大学;2018年
6 孟令时;基于物联网的油气管道监测预警关键技术设计和实现[D];东北大学;2015年
7 刘功民;基于嵌入式物联网平台的零件加工信息监控系统的研究与设计[D];北京邮电大学;2018年
8 杜敏宁;基于物联网技术的家用呼吸机的研制[D];山东大学;2018年
9 张一凡;基于物联网的城市供水系统漏损控制技术研究[D];太原理工大学;2018年
10 周椿入;智能家居物联网系统安全测评技术研究[D];北京邮电大学;2018年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026