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基于TDMA自适应跳频的无线监控适配器

论文摘要

随着无线网络技术的发展,无线通信在工业控制应用中的吸引力日益增强,而当前数控机床车间中的设备互连方式大多采用有线的方式,随着网络需求的不断提高,数控机床车间内的线路将更加错综复杂,如果仍然采用有线连接方式,显然将限制其发展。为了解决这个问题,同时又能方便各种设备的安装和调整,决定采用无线的传输方式。本课题研究的目的在于为无线监控系统提供很好的设计参考方案。本文通过对无线监控适配器的硬件进行设计以及相应TDMA空中接口协议的设计,同时结合大量实验基础,给出了解决问题的参考方案。本文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)适配器的硬件以及与数控机床的接口设计。(2)研究了2.4G ISM频段的干扰,通过设计自适应跳频提高了抗干扰性能,满足了系统需求。(3)采用了CSMA_CA机制,进一步提高了抗干扰性能,解决了系统接入控制问题。(4)采用了时隙、信标和位置登记机制来实现网络同步。本文中的结论都由大量实验得出,反映了系统的实际应用特性,为进一步开发应用提供了参考;自适应跳频和功率控制以及时隙的划分方法对于提高系统抗干扰能力及加快同步等性能具有一定的参考价值。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 本课题研究的目的及意义
  • 1.3 国内外相关技术发展现状
  • 1.3.1 无线网络关键技术
  • 1.3.2 国外研究进展
  • 1.3.3 本系统需要解决的问题
  • 1.4 本文主要研究内容
  • 第2章 系统总体方案设计
  • 2.1 嵌入式系统设计指导原则
  • 2.1.1 嵌入式系统的概念
  • 2.1.2 嵌入式系统的开发流程
  • 2.2 总体设计方案
  • 2.2.1 背景
  • 2.2.2 硬件平台
  • 2.2.3 软件模块
  • 2.2.4 组网方式
  • 2.3 本章小结
  • 第3章 硬件设计
  • 3.1 总体设计
  • 3.1.1 嵌入式处理器
  • 3.1.2 无线收发器
  • 3.2 LPC2136 主控模块
  • 3.2.1 LPC2136 模块原理图
  • 3.2.2 电源模块
  • 3.2.3 调试模块
  • 3.3 CC2420 射频模块
  • 3.3.1 CC2420 模块原理图
  • 3.3.2 与LPC2136 接口
  • 3.3.3 控制操作
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 空中接口协议设计
  • 4.1 组网
  • 4.1.1 拓扑结构
  • 4.1.2 频率资源
  • 4.1.3 跳频序列族
  • 4.2 帧结构
  • 4.2.1 超帧结构
  • 4.2.2 同步信标帧结构
  • 4.3 其它帧结构
  • 4.3.1 业务帧、命令帧
  • 4.3.2 应答帧
  • 4.4 同步自适应跳频原理
  • 4.4.1 同步设计
  • 4.4.2 自适应设计
  • 4.5 链路通信
  • 4.5.1 通信流程
  • 4.5.2 链路信道建立
  • 4.6 其它关键部分说明
  • 4.6.1 信道扫描
  • 4.6.2 位置登记
  • 4.7 重点难点说明
  • 4.7.1 理论上遇到的问题
  • 4.7.2 软件实现过程中遇到的问题
  • 4.8 本章小结
  • 第5章 性能测试与展望
  • 5.1 无线收发器性能测试
  • 5.2 跳频协议性能测试
  • 5.3 总结与进一步探讨
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/7dd599227802a512162dc4c1.html