本文關鍵詞：煤氣預警與監(jiān)測系統(tǒng)的設計與開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強，，清潔能源也得到了更多的重視和發(fā)展。在諸多清潔能源中，煤氣以其獨有的優(yōu)勢得到人們更多的關注。作為潔凈能源的一種，煤氣既能滿足人們對環(huán)境保護的需求又可以提供高效的能量，而且它還是化工行業(yè)重要的原料。其中很多行業(yè)的附加產品就是煤氣。隨著煤氣行業(yè)的發(fā)展，煤氣安全的重要性也日益擺在人們面前。近年來頻發(fā)的煤氣泄漏，煤氣爆炸等事故也時刻提醒著我們，煤氣在給我們帶來方便的同時也伴隨著隱患。安全事故的發(fā)生不但影響經濟的發(fā)展也影響社會的穩(wěn)定，而現(xiàn)今的煤氣預警系統(tǒng)其自成體系的分散式生產安全預警模式已不適應企業(yè)發(fā)展的需要。 基于這一現(xiàn)狀，通過詳細了解企業(yè)需求，查閱相關項目資料，在充分利用企業(yè)現(xiàn)有資源結合現(xiàn)階段企業(yè)的狀況和技術情況的基礎上，運用當今先進的無線通信技術，我們研究并設計了這一套煤氣預警與監(jiān)測系統(tǒng)。使得我們的煤氣預警與監(jiān)測系統(tǒng)從科學性和準確性上能夠滿足企業(yè)的需求。主要內容如下： 首先比較了現(xiàn)在普遍使用的幾種無線通信技術，比如紅外，藍牙等等。然后就它們的優(yōu)點和不足進行了說明和比較。決定采用ZigBee無線傳輸之后，我們詳細介紹了ZigBee協(xié)議的特點及其網絡拓撲結構。并對ZigBee網絡中的三種不同的設備進行了介紹，分別是協(xié)調器，路由器，終端節(jié)點。在上述介紹之后我們又解釋了ZigBee的協(xié)議標準。并且按不同的部分分別進行了詳細的介紹。比如物理層，MAC層，網絡層。 然后提出了系統(tǒng)的整體結構，介紹了本系統(tǒng)的設計原則和實現(xiàn)的功能和指標。然后介紹了節(jié)點硬件部分設計的基本流程。將國內外不同生產商的ZigBee芯片進行了性能比較和介紹。最后采用的是TI的CC2530芯片，在CC2530芯片的基礎上對需要的ZigBee節(jié)點進行了硬件設計。其中傳感器部分我們選擇的是MQ-7并就其工作原理和性能進行了分析。隨后根據現(xiàn)場情況設計了不同的穩(wěn)壓電源，對穩(wěn)壓電源電路的設計進行了簡單的介紹。對于硬件設計中的其他部分也進行了簡要的說明。 后面介紹了整個系統(tǒng)開發(fā)的軟件環(huán)境。講了行業(yè)領先的Z-Stack協(xié)議棧。對Z-Stack的軟件結構進行了分層的闡述，然后介紹了Z-Stack的工作流程。然后對ZigBee網絡的組建和設計進行了分析。各節(jié)點的信號接收和發(fā)送的函數(shù)也都一一介紹。節(jié)點的軟件流程進行了介紹，形成了星型網絡結構。 最后我們將設計好的系統(tǒng)進行了組網。利用串口測試工具對整個網絡進行了測試。主要測試了網絡的丟包率和RSSI值。而且，為檢測網絡傳輸性能，對網絡的不同傳輸距離進行了測試。然后對有障礙物的情況下的數(shù)據傳輸情況進行了測試。 試驗結果說明，網絡能夠及時將所監(jiān)測范圍內數(shù)據傳送至協(xié)調器中，實現(xiàn)了該無線網絡系統(tǒng)功能。但是依然意識到設計方面存在的不足。比如射頻端方面可能傳輸距離受到限制,而且由于星型結構的關系網絡覆蓋的范圍可能不夠遠。
【關鍵詞】：煤氣預警 無線通信技術 ZigBee CC2530
【學位授予單位】：山東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：X924.4;TN92
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 選題意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 課題的研究內容12-14
• 第二章 ZIGBEE 技術簡介14-30
• 2.1 無線通信技術14-19
• 2.1.1 現(xiàn)有技術介紹14-15
• 2.1.2 ZigBee 技術簡介15-16
• 2.1.3 ZigBee 的網絡拓撲結構16-18
• 2.1.4 ZigBee 技術的特點18-19
• 2.2 ZIGBEE 協(xié)議標準19-29
• 2.2.1 物理層（PHY）20-23
• 2.2.2 MAC 層23-24
• 2.2.3 網絡層（NWK）24-27
• 2.2.4 應用層27-29
• 2.3 本章小結29-30
• 第三章 系統(tǒng)總體方案設計和硬件設計30-46
• 3.1 系統(tǒng)的總體設計30-32
• 3.1.1 煤氣預警與監(jiān)測系統(tǒng)設計原則30-31
• 3.1.2 實現(xiàn)功能和性能指標31
• 3.1.3 節(jié)點硬件設計基本流程31-32
• 3.2 系統(tǒng)硬件設計32-37
• 3.2.1 協(xié)調器設備硬件設計32-33
• 3.2.2 ZigBee 模塊簡介33-35
• 3.2.3 CC2530 功能和特性35-37
• 3.3 無線網絡節(jié)點硬件設計37-45
• 3.3.1 MQ-7 煤氣報警器37-39
• 3.3.2 電源部分39-40
• 3.3.3 報警部分40-41
• 3.3.4 RS485 部分41-42
• 3.3.5 定位部分（測試）42-44
• 3.3.6 其他周邊部分44-45
• 3.4 本章小結45-46
• 第四章 煤氣預警與監(jiān)測系統(tǒng)的軟件開發(fā)46-56
• 4.1 軟件開發(fā)環(huán)境46-47
• 4.2 ZIGBEE 協(xié)議棧47-51
• 4.2.1 ZigBee 協(xié)議棧簡介47-49
• 4.2.2 Z-Stack 工作流程49-51
• 4.3 ZIGBEE 網絡結構的組建51-55
• 4.3.1 協(xié)調器節(jié)點軟件部分51-54
• 4.3.2 終端傳感器節(jié)點部分軟件設計54-55
• 4.4 本章小結55-56
• 第五章 系統(tǒng)的分析及其測試56-62
• 5.1 系統(tǒng)的組成56
• 5.2 無線網絡建立的測試56-57
• 5.3 通信的距離試驗57-60
• 5.4 本章小結60-62
• 第六章 總結與展望62-64
• 參考文獻64-66
• 致謝66-67
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文目錄67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前10條

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10 曾寶國;;Z-STACK協(xié)議棧應用開發(fā)分析[J];物聯(lián)網技術;2011年03期

  本文關鍵詞：煤氣預警與監(jiān)測系統(tǒng)的設計與開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：330495