低功耗广域网(LPWAN)技术越来越多的用于城市智慧抄表,四轴飞行器通信,基础民用设施监测等领域。LPWAN技术是一种非常具有吸引力的技术,它使得低成本的设备通过几百bps-几十kbps速率与基*进行远距离通信,满足了大规模、广覆盖、低功耗的应用场景需求。目前,基于LPWAN网络关键技术的研究与系统设计已成为物联网的一个重要研究方向。鉴于已有的NB-IOT、Lo Ra成本高,网络下行功耗高。本文基于商用的CC1310硬件平台,设计了一种新颖的低功耗长距离网络OPEN-WAN。本文的主要研究内容包括三方面,(1)面向典型的应用场景,我们设计并实现了一种适合CC1310平台轻量级的星型网络协议栈。该协议栈通过MAC层同步和异步的混合架构、可配置的调度等实现了更加低功耗、可靠的网络上行和网络下行。(2)针对大规模网络部署出现的子网相互干扰问题,本文给出了大规模网络多子网划分方法,之后通过证明的方式给出了典型场景中需要使用的信道数理论值。(3)为了更加方便的管理网络,本文实现了OPEN-WAN网络设备监测功能。在真实的环境中,OPEN-WAN网络最远传输距离可达1.2Km,平均功耗低至25u A以下。该网络上行基本能够覆盖700×750㎡的校园,网络下行的覆盖半径约为300m左右。此外,OPEN-WAN网络具有适配不同速率、可扩展网络规模以及网络部署简单的特点。
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