文章目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究内容和章节结构安排

    1.3.1 论文研究内容

    1.3.2 论文章节结构安排

第2章 LoRa技术的应用研究分析及LoRaWAN协议的研究

2.1 LoRa技术在舰船舱室环境的应用研究分析

2.2 LoRaWAN的网络结构

2.3 LoRaWAN的终端设备分类

    2.3.1 Class A终端设备

    2.3.2 Class B终端设备

    2.3.3 Class C终端设备

2.4 LoRaWAN的激活方式

    2.4.1 空中激活

    2.4.2 独立激活

2.5 LoRAWAN的数据帧设计

    2.5.1 上行发送数据帧设计

    2.5.2 下行接收数据帧设计

2.6 本章小结

第3章 LoRaWAN网关设计

3.1 硬件平台的搭建

    3.1.1 开发板的选型

    3.1.2 LoRaWAN模块的选型

3.2 软件部分的配置

    3.2.1 Raspbian系统安装与配置

    3.2.2 LoRaWAN网关源码的下载与编译

3.3 网关消息协议

3.4 本章小结

第4章 服务器的构建

4.1 LoRaWAN服务器介绍

4.2 LoRaWAN服务器参数配置

4.3 用户系统开发环境介绍

    4.3.1 C++语言介绍

    4.3.2 Qt介绍

    4.3.3 小结

4.4 用户系统的功能架构设计

4.5 用户系统系统数据库设计

    4.5.1 数据库选择

    4.5.2 MySQL数据库设计

4.6 用户系统系统主要功能模块的设计与实现

    4.6.1 用户登录模块

    4.6.2 用户注册模块

    4.6.3 账号找回模块

    4.6.4 历史节点记录模块

    4.6.5 通讯模块

    4.6.6 数据处理模块

    4.6.7 历史数据查询模块

4.7 本章小结

第5章 系统测试

5.1 实验所需工具与系统配置

    5.1.1 所需工具

    5.1.2 环境搭建

5.2 传输系统的测试

    5.2.1 连通性测试

    5.2.2 用户系统系统测试

    5.2.3 通信距离测试

    5.2.4 系统性能测试

5.3 实验结果分析

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

作者攻读学位期间的科研成果

致谢

文章摘要:在舰船环境中,为了监测舰船舱室中各种仪器设备的数据,传统的方法一般是采用有线电缆的方式来进行数据传输,但随着舰船舱内设备监测信息的扩展,传统有线传感器存在部署困难、重新铺设电缆成本较高的缺陷。本文基于实际科研项目,进行舰船环境下无线传感器的应用研究。针对空间狭小、设备间分布密集的舱室里出现的无线信道的阴影效应、多径等问题,本文首先分析了使用LoRa扩频调制技术的优点,然后对LoRaWAN协议进行了研究,分析了LoRaWAN的网络架构并对数据帧和用户系统进行了设计,最终构建了一套由LoRaWAN网关、LoRaWAN服务器和用户系统组成的系统,实现了舰船环境参数的自动化转发与上传。LoRaWAN网关部分由树莓派3b计算模块、sx1301射频模块等构成自主设计的LoRaWAN网关;LoRaWAN服务器部分采用开源服务器;在用户系统部分,数据可视化以及管理平台采用Qt框架来设计,使用多线程技术实现同时对多个终端设备的监控,数据保存部分使用MySQL数据库,结合E-R图并运用三范式对数据库进行设计,并使用索引对数据库进行一定的调优。本文完成了LoRaWAN数据帧的设计、LoRaWAN网关的构建,LoRaWAN协议在网关部分的移植,用户系统的代码编写,搭建了整个舰船监测系统,并进行了系统通信的测试,实验结果表明该系统能够基本满足舰船监测的要求。

文章关键词:

论文DOI:10.27234/d.cnki.gnhuu.2020.000377

论文分类号:U674.7

文章来源：《舰船科学技术》 网址: http://www.jckxjszz.cn/qikandaodu/2021/0924/2032.html