电子信息工程学院电子信息技术创新未来通信与智能系统的探索2025年5月30日毕业设计答辩学生姓名:___________指导教师:___________
研究背景与意义新一代信息技术发展5G已广泛商用，6G愿景逐步清晰，通信系统朝高速率、低时延、万物智联方向演进物联网应用持续深化，设备互联规模和数据量呈指数级增长人工智能技术加速渗透，智能系统在通信领域扮演日益核心的角色通信系统演进研究意义前沿探索：立足电子信息专业学科前沿，探索未来通信与智能系统的深度融合应对挑战：解决现有通信系统中的频谱效率瓶颈、物联网终端功耗与成本问题产业升级：为电子信息技术的创新发展贡献力量，推动科技进步与产业升级社会价值：电子信息技术的突破将助力智慧城市、智能医疗等领域发展，提升社会信息化水平4G/LTE5G6G愿景2/19
研究目标设计与实现高效能通信模块研究并选型适合特定场景的无线通信技术方案完成基于特定芯片的核心通信模块硬件电路设计与PCB实现实现稳定可靠的数据传输协议，确保通信质量开发智能化数据处理与分析系统研究并应用机器学习算法、深度学习模型对采集数据进行智能分析设计并实现能够识别特定模式、预测趋势的软件算法模块搭建用户交互界面，实现数据可视化展示与远程监控构建集成化电子信息系统原型整合硬件通信模块与软件智能处理系统，构建完整原型实现硬件与软件之间的协同工作，确保数据流顺畅确保控制指令的准确执行与系统的整体稳定性系统性能测试与优化设计全面的测试方案，对系统关键性能指标进行测试与评估根据测试结果分析系统瓶颈，识别限制性能的关键因素提出并实施有效的优化措施，以提升系统整体性能从设计实现到系统集成，最终达成性能优化的完整研究流程3/19
技术路线4/19
系统整体架构模块化系统架构设计，实现软硬件解耦与高效协同软件系统层用户接口/远程访问模块提供用户操作界面或远程访问接口，方便配置、监控和控制系统应用逻辑模块实现特定应用场景的上层业务逻辑，如智能感知、远程监控等数据管理与存储模块负责数据的本地存储、格式化及与云端数据库的同步核心算法与协议栈模块智能信号处理算法：数据预处理、特征提取、模式识别、智能决策通信协议栈：实现所选通信方式的协议逻辑，确保数据可靠传输操作系统/固件层RTOS或定制化固件，负责任务调度、内存管理、中断处理等驱动层直接与硬件交互，提供标准化的硬件访问接口，如传感器驱动、通信接口驱动等硬件平台层核心处理模块采用高性能MCU/DSP/FPGA，负责运行核心算法、数据处理、系统控制感知与采集模块负责从环境中获取原始数据，包括各类传感器与信号采集前端信号调理与转换模块对传感器输出的模拟信号进行放大、滤波、模数转换(ADC)等处理通信模块支持多种通信方式(Wi-Fi,BLE,LoRa等)，实现设备间或设备与云端的数据交换人机交互模块包括显示单元(LCD/OLED)、指示灯、按键等，用于状态显示和用户输入电源管理模块为系统各部分提供稳定、高效的供电，并可能包含低功耗管理策略模块化设计软硬件解耦良好扩展性易于维护标准接口5/19
硬件系统设计关键硬件模块核心处理单元选型考量：处理能力、片上资源、功耗特性、开发生态和成本时钟电路设计、复位电路及调试接口（JTAG/SWD）合理规划I/O引脚分配，确保外设模块高效连接感知与数据采集模块传感器选型：精度、量程、响应速度、功耗、接口类型信号调理电路：放大、滤波、电平转换与保护ADC配置：分辨率、采样率、信噪比等参数优化通信模块通信方式：Wi-Fi、BLE、LoRaWAN等多种选择选型依据：传输速率、通信距离、功耗、组网能力射频电路设计：天线选型/设计、阻抗匹配、射频前端电源管理模块供电方案：锂电池供电配合充电管理或外部电源适配器稳压电路：LDO或DC-DC转换器，满足不同电压需求功耗优化：低静态电流元器件，支持多种低功耗模式设计原则高集成度：优化电路布局，提高空间利用率，减少系统体积，降低连接器数量，提高整体可靠性低功耗：选择低静态电流元器件，支持多种休眠模式，优化电源管理策略，延长电池寿命高可靠性：考虑信号完整性、电磁兼容性、过压保护，提高系统在复杂环境下的稳定性模块化设计：各功能模块独立设计，标准化接口，便于测试、维护和升级硬件系统架构感知与采集通信模块电源管理人机交互6/19核心处理单元
核心处理单元设计选型依据处理能力：考虑MIPS/FLOPS，满足未来通信算法和智能系统实时处理需求片上资源：评估Flash、RAM容量，ADC/DAC通道数，定时器和通信接口种类功耗特性：分析不同工作模式下的功耗表现，支持低功耗模式开发生态：评估工具链成熟度、社区支持和现有库的可用性成本因素：综合考虑芯片价格、开发成本和生产规模电路设计要点时钟电路：采用高精度晶振，配合PLL倍频，