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中高速无线传感网络研究及基带板硬件设计与实现

作　者: 刘凯
导　师: 殷瑞祥；吴志斌
学　校: 华南理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 中高速传感网络 WiMAX 硬件设计 PC205
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 20次
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内容摘要


继计算机、互联网之后,物联网技术带来了第三次世界范围内的信息产业浪潮,越来越成为全球关注的焦点,作为物联网技术实现的关键技术——传感器网络技术受到各国的高度重视。本文的无线传感网络课题就是国家重大专项项目,该项目的总体框架基于上海中科院的传感器网络三层体系结构进行设计,实现整个无线传感网络系统功能。本文只关注三层体系结构中的中高速无线传感网络。中高速无线传感器网络是针对人们的多媒体信息需求的应用,其对实时性和传输速率都有较高的要求,它目前有网络架构和标准、信息处理融合等多种亟待解决的关键技术。本文对中高速无线传感网络的实现进行探索研究,通过对几种无线网络技术进行性能与实现难度方面的比较,将WiMAX技术作为中高速无线传感网络的实现技术,实现了中高速无线传感网络。本文的主要工作包括:1.根据中高速无线传感网络的需求特点,提出了基于WiMAX技术的中高速无线传感网络实现方案,对方案中的各种设备及其配置进行设计。2.基于中高速无线传感网络实现方案的设备配置,对设备中的WiMAX基带板做了需求分析,设计出基于软件无线电系统结构的基带板总体框架,并对该总体框架进行模块功能划分。3.对各个模块进行详细设计,基带板的主要模块包括基带处理模块,时钟与接口模块,AD模块,DA模块和电源模块。4.对基带板的基带功能进行完整的调试,验证基带板硬件系统的设计。5.协助软件开发人员完成整个信道板的通信调试。经过系统测试表明,本文中高速传感网络实现方案合理,该实现方案中的WiMAX软件无线电基带处理硬件平台运行稳定可靠,能满足系统的设计要求。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章 绪论  11-14
  1.1 引言  11-12
  1.2 课题研究背景  12-13
  1.3 论文主要研究内容及结构安排  13-14
第二章 中高速无线传感网络  14-24
  2.1 物联网概述  14-15
    2.1.1 物联网概念  14
    2.1.2 物联网特征  14-15
  2.2 无线传感网络  15-17
    2.2.1 无线传感网络概述  15-16
    2.2.2 三层传感网络体系架构  16-17
  2.3 中高速无线传感网络技术  17-20
    2.3.1 WiMAX与WI-FI对比  18
    2.3.2 WiMAX技术  18-20
  2.4 中高速无线传感网络系统方案  20-23
  2.5 本章小结  23-24
第三章 中高速无线传感网络基站硬件总体设计  24-28
  3.1 中高速无线传感网络基站需求分析  24-25
  3.2 软件无线电  25-26
    3.2.1 软件无线电概述  25-26
    3.2.2 软件无线电系统  26
  3.3 基站架构设计  26-27
    3.3.1 基站整体架构  26-27
    3.3.2 基站功能模块划分  27
  3.4 本章小结  27-28
第四章 基带板模块设计与实现  28-61
  4.1 基带处理模块设计  28-41
    4.1.1 基带处理模块概述  28-29
    4.1.2 模块主芯片选型  29-32
    4.1.3 启动和上电顺序设计  32-34
    4.1.4 系统复位逻辑电路  34-35
    4.1.5 时钟电路  35-36
    4.1.6 存储器设计  36-40
    4.1.7 CPU调试与维护接口  40-41
  4.2 时钟及接口模块设计  41-48
    4.2.1 板卡时钟需求  42
    4.2.2 板卡时钟设计  42-46
    4.2.3 CPCI接口  46-48
  4.3 A/D模块设计  48-53
    4.3.1 A/D模块设计概述  48
    4.3.2 芯片选型  48-49
    4.3.3 A/D模块电路设计  49-53
  4.4 D/A模块设计  53-57
    4.4.1 D/A模块设计概述  53
    4.4.2 D/A转换器选型  53
    4.4.3 D/A模块电路设计  53-57
  4.5 电源模块设计  57-60
    4.5.1 电源模块设计概述  57
    4.5.2 电源需求分析  57-58
    4.5.3 电源芯片选型  58
    4.5.4 电源电路设计  58-60
  4.6 本章小结  60-61
第五章 调试结果与分析  61-66
  5.1 调试环境  61-63
    5.1.1 环境准备  61
    5.1.2 环境搭建  61-62
    5.1.3 PC8530 软件介绍  62-63
  5.2 调试内容  63
  5.3 调试结果  63-65
  5.4 本章小结  65-66
总结和展望  66-67
参考文献  67-69
致谢  69-70
附件  70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 传感器的应用
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