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《华中科技大学》 2017年
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基于LoRa的远距离无线通信系统的设计与实现

袁超  
【摘要】:随着物联网技术的快速发展,它已经不知不觉中深入到我们生活中的各个领域。然而无论是4G、WIFI、Bluetooth还是ZigBee等无线技术都无法满足所有物联网应用网络互联的需求,尤其是在远距离广域网领域,传统的移动蜂窝网络由于成本和网络规模的限制,早已无法满足大规模节点的组网需求。LoRa作为一款面向低频带宽应用的超长距离传输的无线技术,不仅拥有超高灵敏度和超远的传输距离,同时还有着较小的功耗和较低的成本,使得其十分适用于远距离物联网应用领域。本文首先从无线通信原理入手,分析了扩频调制的基本原理,重点阐述了LoRa扩频技术的先进性及理论依据,并指出了它在远距离无线通信中的优势。然后结合LoRa的技术特点设计了一套特有的无线网络通信协议,从介质访问控制层、网络层以及应用层入手分别详细介绍了各层的所完成的功能以及数据帧的帧结构,同时重点阐述了介质访问层信道共享策略及冲突避免方法,并给出了网络层网络拓扑结构的选择及设计过程。同时在该无线通信协议的基础上,以LoRa扩频调制技术为核心,通过使用SX1278芯片设计并实现了一套远距离无线通信系统。从该系统的总体架构、硬件设计以及各功能模块的软件设计等方面详细介绍了该系统的设计及实现过程,并最终达到对无线局域网中终端设备进行组网及进行远距离数据通信的目的。最后对本系统进行了通信性能测试及功能测试,并对测试结果进行了分析。测试结果表明该设计方案可以满足远距离无线通信的需求,具有组网便捷、通信距离远和实时性高的特点,有一定的商用价值。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN92

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【参考文献】
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