智能电子论文提纲

论文题目：物联网Lora智能电子锁产品设计与开发

摘要：低功耗广域物联网（LPWAN,Low Power Wide Area Network）是一种物联网（IoT,Internet of Things）网络层技术。它面向物联网技术中传输范围广和传输信息量少的应用终端,同时还具有成本低,功耗低等优点,为物联网的大规模发展奠定了基础。目前在低功耗广域物联网技术中,LoRa、SigFox、NB-IoT等主流技术正在专业通信领域中变得越来越重要。本论文通过在法国南特实习过程中参加完成的一个项目,分析了目前低功耗广域物联网的主流技术,并详细研究了LoRa技术的通信协议和参数,最终在传统电子门禁锁的基础上实现了LoRa通信的嵌入。本文的主要工作包括:1.低功耗广域物联网主流技术分析:主要研究了目前全球物联网领域当中低功耗广域物联网（LPWAN）的主流技术,对各种技术原理,通信技术指标及其模组价钱的比较。本文还用LoRa技术来跟其他技术进行比较,说明选用LoRa实现电子锁产品的原因。2.LoRa芯片的评估测试研究:使用两块LoRa的开发板Dev Kit LoRa STM32L072和ST Micro Nucleo-L476RG,以及所在实习公司生产的LoRa‘Micro HF’测试板对LoRa通信的实际流量和通信距离进行了系统的测试,对比并分析了LoRa通信的参数值和公司LoRa模块的改进方向。3.LoRa智能电子锁系统开发:使用SEMTECH公司2018年4月新发布的SX1262 LoRa芯片实现实习公司Pollux智能电子锁产品的LoRa通信,智能电子锁终端能通过LoRa与远端的LoRa网关进行通信,根据公司通信协议发送相应的信息。本文还对此电子锁的LoRa通信参数,功耗以及电池寿命进行了评估和分析,并在软硬件方面对日后的开发提出了改进方案。

关键词：低功耗广域物联网;LoRa;智能电子锁

学科专业：电子与通信工程（专业学位）

摘要

ABSTRACT

词汇表

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 本文的研究工作

1.3 论文组织结构

1.4 本章小结

第二章 智能电子锁的系统结构与参数

2.1 低功耗广域物联网(LPWAN)技术与应用

2.2 智能电子锁系统的基本结构

2.3 拟采用的几种低功耗广域物联网技术对比

2.4 LORA技术

2.4.1 介绍

2.4.2 LoRaWAN设备种类

2.4.3 LoRa调制

2.5 基本技术方案分析

2.6 LORA技术参数测试

2.6.1 Dev Kit LoRa STM32L072 开发板

2.6.2 ST Micro Nucleo-L476RG开发板

2.6.3 两款LORA模块的测试及结果

2.6.4 ’Micro HF’板测试及改进

2.7 本章小结

第三章 智能电子锁的设计与实现

3.1 设计框图

3.2 硬件系统结构与组成

3.3 硬件设计:LORA芯片选型

3.4 软件系统结构与组成

3.5 LORA通信的防冲突协议

3.6 LORA通信方案设计

3.6.1 方案1:每次读卡时连接网关

3.6.2 方案2:每天向网关更新xx次

3.6.3 方案3:每xx秒连接网关

3.6.4 方案4:每次唤醒系统时连接网关

3.6.5 四种方案下的电池寿命对比

3.7 本章小结

第四章 智能电子锁的调试与结果分析

4.1 调试方法

4.2 开发平台

4.3 LORA通信时间测试

4.4 数据库处理时间测试

4.5 LORA模式的瞬时消耗测试

4.6 系统消耗改善方案

4.7 电子锁电池寿命评估

4.8 LORA通信范围测试

4.9 产品测试结果总结

4.10 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附件