本文關(guān)鍵詞：基于Zigbee與3G的森林火災監(jiān)測系統(tǒng)

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【摘要】：隨著社會進步和城市發(fā)展,森林資源在此過程中被廣泛使用,森林面積不斷縮小。除了人為使用外,自然災害對森林有巨大的破壞力,而火災,是所有自然災害中最具毀滅性的。一旦發(fā)生森林火災,如果沒能第一時間發(fā)現(xiàn)并處理,就會造成嚴重的安全事故,造成巨大的財產(chǎn)損失。近年來信息采集與智能計算技術(shù)的迅速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)被廣泛應用,大規(guī)模發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)及無線傳感器網(wǎng)絡的時機日趨成熟,且在智慧工業(yè),農(nóng)業(yè),物流,交通,電網(wǎng),環(huán)保,安防,醫(yī)療,家居等方面發(fā)揮重要作用,擁有巨大的前景。ZigBee技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡的重要組成部分,具有近距和簡單,低耗,廉價等特點,在實時監(jiān)測領(lǐng)域被廣泛應用。結(jié)合Zigbee,3G和嵌入式技術(shù)的優(yōu)勢,設(shè)計森林火災遠程監(jiān)測系統(tǒng),用于遠程實時監(jiān)測森林的環(huán)境狀態(tài)。監(jiān)測系統(tǒng)由被監(jiān)測林區(qū)無線網(wǎng)絡和監(jiān)測中心組成,兩者之間通過3G互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸。該監(jiān)測系統(tǒng)能夠及時準確的采集林區(qū)的狀態(tài)信息并將其發(fā)送到監(jiān)測中心,使管理人員能夠及時了解林區(qū)的環(huán)境信息,最終實現(xiàn)對林區(qū)的實時監(jiān)測和防護火災功能。在被監(jiān)測林區(qū)無線網(wǎng)絡建立Zigbee網(wǎng)絡,帶有傳感器的終端節(jié)點加入網(wǎng)絡,實現(xiàn)林區(qū)環(huán)境信息的采集,通過帶有3G模塊的網(wǎng)關(guān)節(jié)點將數(shù)據(jù)傳輸至遠程管理軟件。硬件方面,隱居需求進行硬件選型,設(shè)計了數(shù)據(jù)采集電路及網(wǎng)關(guān)電路：軟件方面,對Zigbee協(xié)議棧進行二次開發(fā)并添加傳感器應用程序,完成數(shù)據(jù)的采集與統(tǒng)一。最后通過3G技術(shù)完成林區(qū)環(huán)境信息到監(jiān)控中心的遠程傳輸。監(jiān)測中心管理軟件采用Microsoft Visual Studio 2013開發(fā)環(huán)境編寫,利用其提供的TCP庫函數(shù)實現(xiàn)3G模塊與監(jiān)測中心主機的TCP連接,將遠端網(wǎng)關(guān)模塊傳送過來的數(shù)據(jù)讀出并進行相關(guān)的處理,顯示林區(qū)的數(shù)據(jù)信息,并將其放入數(shù)據(jù)庫,方便以后查詢。通過相關(guān)實驗驗證,該監(jiān)測系統(tǒng)能夠完成林區(qū)的遠程數(shù)據(jù)采集和傳輸,實現(xiàn)了對林區(qū)環(huán)境安全狀態(tài)的實時監(jiān)測,切實將林區(qū)火災隱患發(fā)現(xiàn)在最早期。
【關(guān)鍵詞】：森林火災 ZigBee 傳感器 3G 無線監(jiān)測
【學位授予單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S762.32;TP274
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-13
• 1.1 課題研究的背景和意義10
• 1.2 林火監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文內(nèi)容及結(jié)構(gòu)11-13
• 1.3.1 課題內(nèi)容11-12
• 1.3.2 結(jié)構(gòu)安排12-13
• 2 系統(tǒng)涉及技術(shù)介紹及整體方案設(shè)計13-23
• 2.1 ZigBee技術(shù)概述13-20
• 2.1.1 ZigBee技術(shù)特點13-15
• 2.1.2 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)及工作流程15-18
• 2.1.3 ZigBee網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)18-20
• 2.2 ARM處理器及嵌入式Linux操作系統(tǒng)概述20-21
• 2.2.1 ARM處理器20-21
• 2.2.2 嵌入式Linux操作系統(tǒng)21
• 2.3 3G通信技術(shù)概述21
• 2.4 系統(tǒng)整體方案設(shè)計21-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)23-33
• 3.1 CC2530模塊簡介23-25
• 3.2 終端節(jié)點硬件設(shè)計與實現(xiàn)25-30
• 3.2.1 終端節(jié)點硬件總體規(guī)劃25-26
• 3.2.2 溫濕度采集電路26-28
• 3.2.3 煙霧采集電路28-29
• 3.2.4 火焰采集電路29-30
• 3.3 協(xié)調(diào)器節(jié)點硬件設(shè)計與實現(xiàn)30-31
• 3.4 網(wǎng)關(guān)模塊硬件設(shè)計與實現(xiàn)31-32
• 3.4.1 串口模塊31-32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 4 數(shù)據(jù)采集模塊軟件設(shè)計與實現(xiàn)33-43
• 4.1 IAR開發(fā)環(huán)境介紹33-34
• 4.2 終端節(jié)點軟件設(shè)計34-41
• 4.2.1 終端節(jié)點軟件主流程34
• 4.2.2 節(jié)點加入網(wǎng)絡34-35
• 4.2.3 SHT11程序設(shè)計35-37
• 4.2.4 MQ2程序設(shè)計37-38
• 4.2.5 火焰?zhèn)鞲衅鞒绦蛟O(shè)計38-40
• 4.2.6 節(jié)點數(shù)據(jù)的打包與發(fā)送40-41
• 4.3 協(xié)調(diào)器節(jié)點軟件設(shè)計41-42
• 4.3.1 協(xié)調(diào)器節(jié)點軟件主流程41
• 4.3.2 協(xié)調(diào)器節(jié)點組網(wǎng)過程41-42
• 4.4 本章小結(jié)42-43
• 5 網(wǎng)關(guān)模塊軟件設(shè)計與實現(xiàn)43-50
• 5.1 開發(fā)環(huán)境及工具介紹43
• 5.1.1 CentOS操作系統(tǒng)43
• 5.1.2 arm-linux-gcc交叉編譯工具43
• 5.2 嵌入式Linux操作系統(tǒng)移植43-48
• 5.2.1 Boot Loader移植43-44
• 5.2.2 Linux kernel移植44-47
• 5.2.3 文件系統(tǒng)移植47-48
• 5.3 網(wǎng)關(guān)應用程序設(shè)計48-49
• 5.4 本章小結(jié)49-50
• 6 監(jiān)測中心管理軟件設(shè)計與實現(xiàn)50-58
• 6.1 開發(fā)環(huán)境及工具介紹50-51
• 6.1.1 Microsoft Visual Studio 201350
• 6.1.2 Microsoft Foundation Classes50
• 6.1.3 MySQL50-51
• 6.2 管理軟件架構(gòu)設(shè)計51-57
• 6.2.1 網(wǎng)絡通信模塊51-53
• 6.2.2 交互界面設(shè)計53-54
• 6.2.3 數(shù)據(jù)庫模塊54-57
• 6.3 本章小結(jié)57-58
• 7 系統(tǒng)測試58-61
• 7.1 數(shù)據(jù)采集模塊組網(wǎng)測試58-59
• 7.2 數(shù)據(jù)采集模塊功能測試59
• 7.3 監(jiān)測中心管理軟件功能測試59-60
• 7.4 本章小結(jié)60-61
• 8 結(jié)論61-64
• 8.1 結(jié)論61
• 8.2 展望61-64
• 參考文獻64-66
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文66-67
• 致謝67-69

【相似文獻】

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本文編號：775482