相对于ZigBee、WiFi等短距离通信技术,低功耗广域网技术以其覆盖距离广、功耗低、部署成本低的特点,非常适用于远距离通信场景的应用。其中LoRaWAN网络以其安全性高、组网灵活、易于部署的特点而备受关注。现有LoRaWAN网络所实现的终端设备大多数为A类设备,这无法满足如无线抄表应用中对下行通信时延可控的要求。因此设计并实现能保证下行数据传输时延的B类设备对于LoRaWAN网络具有重要意义。本文依据低功耗广域网应用需求,以LoRaWAN网络中的终端设备为主要的研究对象,通过对LoRaWAN协议的分析,设计并实现了具有可调度接收时隙的LoRaWAN B类终端设备软件。本文的主要内容如下:首先,本文通过对现有LoRaWAN通信速率选择机制的研究,为提高通信可靠性,提出了基于丢包区分的自适应速率选择机制。通过将网络丢包原因分类为信号衰减与数据冲突,设计相应的丢包概率模型来分别获取各自的丢包概率,并在此基础上进行通信速率的选择。其次,本文通过对LoRaWAN协议的分析,在A类设备软件的基础上,设计了包括组帧服务与帧解析服务的MAC层数据服务以及包括链路状态检测、PING时隙请求、信标查询、管理信息库在内的MAC层管理服务。并在这些服务的基础上完成了MAC层状态转移机制的设计以及自适应速率选择模块、设备状态切换模块、信标接收与追踪模块、PING时隙窗口管理模块的设计与实现。最后,本文对提出的功能模块进行功能验证测试。同时也通过仿真对提出的基于丢包区分的自适应速率选择机制与现有的速率选择机制进行对比分析。实验结果表明,与ADR算法和EXPLoRa机制相比,本文提出的基于丢包区分的自适应速率选择机制在数据提取率以及有效吞吐量上有明显的提高。