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1、碩士學(xué)位論文基于UWB通信的無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究WIRELESSSENSORNETWORKIMPLEMENTATIONBASEDONUWB胡瑜哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TN407學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：621.3密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文基于UWB通信的無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究碩士研究生胡瑜：導(dǎo)師劉曉為：教授申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)：碩士學(xué)科微電子學(xué)與固體電子學(xué)：所在單位航天學(xué)院：答辯日期201：8年6月授予學(xué)位單位哈爾濱工業(yè)大學(xué)：ClassifiedIndex:TN407U.D.C:621.3DissertationfortheMast
2、erDegreeinEngineeringWIRELESSSENSORNETWORKIMPLEMENTATIONBASEDONUWBCandidate：HuYuSupervisor：Prof.LiuXiaoweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MicroelectronicsandSolid-StateElectronicsAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Insti
3、tution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，起著數(shù)據(jù)采集，傳輸?shù)闹匾饔茫浣M網(wǎng)技術(shù)是保證數(shù)據(jù)能夠良好傳輸?shù)年P(guān)鍵所在。隨著時(shí)代的發(fā)展，也對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所適用的環(huán)境提出了新的要求，針對(duì)室內(nèi)艙內(nèi)等復(fù)雜通信環(huán)境，研究一種更高速，更低耗，更抗干擾的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是十分必要的。UWB作為一種高頻，超寬帶的通信方式，兼具高速率和低功耗的特點(diǎn)，但目前尚沒有將其用于組網(wǎng)的研究。本課題設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于UWB的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)中包含有數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)
4、一種具有高通信速率、低功耗、中距離的適用于室內(nèi)艙內(nèi)環(huán)境的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。主要內(nèi)容包括：首先根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功能設(shè)計(jì)了包括組網(wǎng)協(xié)調(diào)器、路由節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點(diǎn)和監(jiān)控上位機(jī)的總體方案，分析確定了以星狀網(wǎng)絡(luò)和樹狀網(wǎng)絡(luò)為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)了基于STM32的SPI通信控制UWB收發(fā)模塊DWM1000的無線路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于STM32的AD的多路終端數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，可以采集3路0-5V的電壓，和3路4-20mA的電流。然后基于硬件平臺(tái)著重研究了星形網(wǎng)絡(luò)和樹狀網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議并進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，通過這樣的網(wǎng)絡(luò)，就可以將采集到的數(shù)據(jù)
5、進(jìn)行發(fā)送等操作和處理。同時(shí)，論文基于Qt和Python實(shí)現(xiàn)了可以和協(xié)調(diào)器進(jìn)行串口通信的上位機(jī)系統(tǒng)，上位機(jī)可以發(fā)送各種指令，獲取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，重載Qt組件中的paintevent函數(shù)畫出拓?fù)鋱D；也可以獲取數(shù)據(jù)，通過Python的Matplotlib庫(kù)畫出采集到的電壓的實(shí)時(shí)示意圖。最后，論文給出了各板子功能測(cè)試及系統(tǒng)整體測(cè)試的過程，測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)各模塊均滿足設(shè)計(jì)需求，數(shù)據(jù)采集部分通過矯正可以達(dá)到1/1000的精度；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議部分能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)墓δ堋Ｔ摼W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通信距離在6.8Mbps的速率下可以達(dá)到18米，在850kbps的速率下可以
6、達(dá)到40米。系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)也有很優(yōu)秀的通信性能。關(guān)鍵詞：UWB；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；數(shù)據(jù)采集及傳輸；-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractAsthecoretechnologyofmodernInternetofThings,wirelesssensornetworkplaysanimportantroleindatacollectionandtransmission.Itsnetworkingtechnologyisthekeytoensurethatdatacanbetransmittedwell.Withthedev
7、elopmentofthetimes,newrequirementshavealsobeenputforwardforwirelesssensornetworks,highertransmissionrates,moreappropriatepowerconsumption,andlowercosts.UWB,asahigh-frequency,ultra-widebandcommunicationmethod,canachievebothhighspeedandlowpowerconsumption.Butithasnotyetbeenusedfor
8、thestudyofnetworkinganddatatransmitting.Thispap
