毕业设计题-9 基于物联网运动物体定位跟踪系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

2010年，中国政府工作报告正式定义物联网是基于互联网实现万物互联。随着大数据，云计算等概念的提出，物联网产业进入快速发展阶段。作为互联网在物与物之间的延伸，物联网通过各种信息传感设备，将物联网设备连入互联网，对节点设备信息进行采集交换与处理，以实现智能化识别，定位跟踪和监控等。据国家能源署报告，预计到2020年通过不同网络互联的物理设备数目将达到140亿，到2025年这一数目将达到250亿，真正实现信息社会“万物互联”，加快智能工业，智慧农业，智慧物流，智慧医疗等行业创新升级，可以说物联网技术描绘了未来生活的美好憧憬。

目前世界上主流的物联网技术标准有基于蜂窝的窄带物联网nb-iot（narrow band internet of things）,增强型机器通信emtc(enhanced machine-type communication)，长距离通信lora（long range）等。由于国内关于lora的频谱资源问题导致部署实施受到一定程度的影响，于此同时华为技术有限公司作为nb-iot技术主推者，为该项技术做出了重大贡献，因此目前nb-iot在以上物联网传输制式中极具竞争优势，nb-iot技术方案逐渐成为国内物联网行业关于技术服务的首要选择。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容与目标

本次毕业设计基于NB-IoT进行定位跟踪系统设计，那么为什么要用NB-IoT协议呢？在物联网时代，会有越来越多的设备接入网络。其中有大量的接入设备有着非常强烈的定位追踪器需求，如宠物跟踪器，共享单车等。对于这些设备，使用GPS明显开销太大，而且在室内环境，GPS信号弱的问题不能很好的解决。如果使用移动通信网络（GSM/UMTS/LTE）来定位，那这种高功耗高成本的趋势正好与物联网跟踪定位系统的理念相悖。这样一来，我们需要的一种低成本低功耗的物联网定位技术应运而生——NB-IoT技术。NB-IoT全称NarrowBand-Internet of Things，即窄带物联网。

它只占用200KHz的带宽来传输低速率业务，约为LTE的1/100，窄带宽设计使得NB-IoT信号在同等发射功率下具有较高的功率谱密度，此外标准中引入了信号重复编码机制，单个NB-IoT基站覆盖能力极大增强；针对低速率低频次连接的特点，NB-IoT标准扩展了原有的休眠机制并增加了功率节省模式（PSM），NB-IoT终端在大多数时刻处于休眠状态，这使得终端功耗极低，单台设备电池寿命可达数年成；而且,NB-IoT相比原LTE，简化了协议栈，仅支持半双工，单天线传输，较低的采样率降低了芯片存储容量需求，因此单个NB-IoT芯片设计成本较低。与此同时，它构建于运营商通信蜂窝网络，可以做到全面的室内外深度连续覆盖，能为海量物联网终端提供全天候的定位跟踪服务。

我们的目标即是如此，需要一个低功耗低成本且能满足定位需求的系统，满足日常的定位需求。就拿生活中一个简单的案例来说，亲朋好友外出自驾游，用此系统可以方便同一个车队的车主掌握各方的位置避免漏人掉队的问题发生。

2.2技术方案与措施

本次基于NB-IoT的定位跟踪系统需要一个NB-IoT模块（终端），一个服务器（云端），一个手机APP（客户端）三者达成连接。系统框图如图1所示

首先，NB-IoT模块设计需要便携轻便，拟去购买相关芯片加以调试。完成NB-IoT组网后，需要把实时数据上传到云端，这里我准备采用中国移动物联网免费平台OneNET作为云端，开发者可以根据自己需求自行配置，帮助开发者实现设备接入与设备连接。最后就需要位置信息再从云端传到客户端，也就是我们的手机APP，初步计划采用百度地图，使用百度地图首先要申请百度地图的KEY，下载对应的SDK包，通过调用百度地图JavaScriptAPI接口，绘制标记点等定位工具，完成百度地图的定位功能。

NB-IoT系统的定位算法和精度，决定了该系统的应用场景以及地图；完成三端的连接后，加以对时延误差，定位精度的调整后，就可以实时观测终端的运动轨迹。

3. 研究计划与安排

1-3周：理解相关理论知识和形成设计方案，完成开题报告；

4-5周：掌握nb-iot协议及工作原理及相关编程技术；

6-7周：完成nb-iot的通信组网；实现gps信息的提取与回传；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 郭凌,刘刚.基于物联网的危化品物流监控预警平台设计及关键技术分析[j].物流工程与管理,2017,39(10):71-72 52.

[2] 张爱玲,曹磊.基于车联网的物流信息监控平台的研究与设计[j].信息技术与网络安全,2018,37(09):110-113 117.

[3] 魏蕾.基于webgis的物流监控实验平台设计[j].电子测试,2014(07):69-70 73.