1. 研究目的与意义
当前WIFI、2.4G、Zigbee等技术已经在生活应用中有了较大的发展,特别是在城市建设和家庭网络中广泛采用ZigBee技术来实现操控设备和反馈设备状态。但在实际应用中ZigBee等技术还是存在着不足。与此同时,蓝牙技术凭借着在家庭智能化领域中得天独厚的优势,使得WIFI、2.4G、Zigbee等技术黯然失色。蓝牙技术其优势在于:其一,相较于ZigBee等无线技术,BLE技术更加经济、节能、时延更短。其二,BLE技术无需额外硬件来控制电器设备,只在手机或平板上需安装一款APP即可,操作更为便捷。其三,由于BLE Mesh网络的本身特性,链路中各个节点互不干扰,当部分节点出现故障,正常节点也能得到正常控制。BLE(BluetoothLow Energy)即低功耗蓝牙技术,是蓝牙技术发展史上里程碑式的协议标准。其特点是通信距离远(30-60米)、功耗低、无需配对、可用手机直接连接。广泛应用于可穿戴设备(智能手环)、家庭医疗设备、防丢器和自拍器、iBeacon 室内定位基站等。在LED照明领域,厂商将BLE 技术应用在智能照明上,推出了智能灯泡、吸顶灯、灯带等智能LED灯具产品。然而,BLE技术在实际使用过程中存在较多缺陷,主要表现为:BLE技术在一般家庭应用中,由于墙壁和门窗的阻挡,实际控制距离大大减小,会存在很多控制盲点。由于受标准限制,用户手机最多只能连接7个BLE灯具设备,BLE技术无法对LED设备进行编组控制和管理。 且无法实现多用户同时接入网络。
有鉴于此,新一代Mesh蓝牙大范围组网技术应运而生,本技术从根本上填补了BLE技术的缺陷,适合智能照明领域的应用。蓝牙Mesh 技术具备以下突出优势:蓝牙Mesh技术支持大范围、长距离组网应用,尤其满足大户型、别墅、酒店、图书馆、商场等大范围的场景应用。单个蓝牙Mesh网络最多支持高达65535个LED 灯具。 支持为LED 灯具做群组编辑和管理,实现群组控制。支持多用户同时接入网络进行控制。支持小开关、门磁传感器、人体传感器等智能控件与LED 灯具设备的联动,实现自动化控制。
物联网的发展,使得ZigBee技术得到了人们的普遍关注。随着人们意识到ZigBee技术在实际生活应用中的缺陷再加上蓝牙4.0技术的快速崛起,科技公司越来越多地将研究重点放在蓝牙技术上,但是研究范围的局限性(便携式智能穿戴设备)使得BLE Mesh网络技术并没有为普通消费者所熟知。2015年2月,蓝牙技术联盟宣布成立Bluetooth Smart Mesh工作组。截止目前全球有超过25000个蓝牙技术联盟的成员公司,而加入工作组的公司仅有80家左右。
2. 研究内容与预期目标
2.本课题主要研究内容和预期目标:2.1主要研究内容:
(1)本课题主要对智能家居领域的BLE Mesh网络通信系统进行研究。了解BLE协议的基本原理及拓扑结构;
(2)简要分析BLE协议栈及各层的功能;
3. 研究方法与步骤
3.1本课题采用的研究方法:
(1)对Mesh网络分析并建立模型,设计合理的算法,
(2)对Mesh网络环境仿真与通信参数的数据分析,
4. 参考文献
[1] 谭晖.nRF无线SOC单片机原理与高级应用[M]. 北京航空航天出版社.2009
[2] 谭晖.低功耗蓝牙与智能硬件设计[M]. 北京航空航天出版社.2016
[3] 蔡征宇.基于蓝牙技术的数据传输和文件传输的研究与实现:[硕士学位论文].江苏:南京理工大学计算机科学与技术学院,2004.
5. 工作计划
(1)2022.02.10 ~2022.03.03查阅资料,翻译外文资料和撰写开题报告;
(2)2022.03.04 ~2022.04.01 研究数据采集系统的数据采集及传输原理;
以上是毕业论文开题报告,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。