低功耗廣覆蓋無(wú)線網(wǎng)絡(luò)物理層的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、低功耗、廣覆蓋無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通常要求設(shè)備能夠在以電池作為主電源的情況下長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作，可應(yīng)用于環(huán)境、農(nóng)業(yè)、建筑等基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)控領(lǐng)域，IEEE針對(duì)這一需求在低速無(wú)線個(gè)域網(wǎng)IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上起草了IEEE802.15.4k標(biāo)準(zhǔn)。作為對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充，IEEE802.15.4k適用于低功耗關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控(LECIM:Low Energy Critical Infrastructure Monitoring)網(wǎng)絡(luò)，在物理層的信號(hào)編碼

2、調(diào)制及媒體訪問(wèn)控制層的接入機(jī)制等方面提供了具體的建議。
　　本文對(duì)IEEE802.15.4k標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究和總結(jié)，包括信道編碼，信號(hào)交織、直接序列擴(kuò)頻等物理層關(guān)鍵技術(shù)。鑒于目前尚未有針對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的具體實(shí)現(xiàn)，本文基于微控制器(MCU: Microcontroller Unit)和射頻模塊，利用軟件無(wú)線電技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于該標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)點(diǎn)設(shè)備。使用該軟硬件平臺(tái)，在市區(qū)環(huán)境下對(duì)通信的質(zhì)量進(jìn)行了測(cè)試，以驗(yàn)證是否滿足標(biāo)準(zhǔn)和具體需求。為了增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)

3、的靈活性，使用移動(dòng)智能終端作為上位機(jī)，設(shè)計(jì)了查詢機(jī)制，以無(wú)線方式對(duì)附近節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。在該機(jī)制的作用下，節(jié)點(diǎn)既可以在工作以外的時(shí)間自動(dòng)進(jìn)入休眠，又可以在一定時(shí)間內(nèi)響應(yīng)上位機(jī)發(fā)送的參數(shù)配置信息。本文在低功耗廣覆蓋網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用方面做了一些探索，設(shè)計(jì)了車位狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用和基于GPS的定位應(yīng)用，為保證節(jié)點(diǎn)能夠在電池供電的條件下長(zhǎng)期工作，針對(duì)具體的應(yīng)用設(shè)計(jì)了低功耗機(jī)制，根據(jù)功耗測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)電池的續(xù)航時(shí)間進(jìn)行了估計(jì)。
　　本文的主要貢獻(xiàn)