發(fā)布時間：2017-05-24 14:22

  本文關(guān)鍵詞：基于M2M技術(shù)的礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測平臺研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國是世界上礦產(chǎn)種類多、礦區(qū)眾多的國家之一，礦區(qū)的安全生產(chǎn)在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著重要的作用。近年來，礦區(qū)安全事故頻發(fā)，我國每年礦區(qū)事故死亡人數(shù)是世界上其他主要采礦國家死亡人數(shù)的4倍，事故的發(fā)生給國家和人民群眾的安全帶來了巨大的損失。我國礦區(qū)安全信息技術(shù)的程度不高，礦區(qū)的安全信息不能及時的傳遞到控制中心，導(dǎo)致安全事故頻發(fā)，因此，增強(qiáng)礦區(qū)安全是十分重要的。 為了有效監(jiān)控礦區(qū)環(huán)境狀況，預(yù)防安全事故的發(fā)生，本文研究了一種礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測平臺，平臺主要是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的M2M（Machine toMachine）技術(shù)，在礦區(qū)內(nèi)組建Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對礦區(qū)環(huán)境的遠(yuǎn)端實時監(jiān)測。在礦區(qū)的固定位置放置好各種傳感器節(jié)點，通過傳感器節(jié)點將礦區(qū)的環(huán)境（溫濕度、瓦斯體積分?jǐn)?shù)、土壤壓力、開關(guān)量、模擬量、人員定位）等信息無線傳遞給無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點，再由無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點與PC機(jī)進(jìn)行串口通信，并采用RSSI算法對礦區(qū)人員進(jìn)行定位，采用最小二乘法對各環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合處理后在上位機(jī)監(jiān)控界面進(jìn)行實時顯示，最終實現(xiàn)對礦區(qū)的環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測。本文的主要工作可總結(jié)如下： （1）建立自己的Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)。首先通過Zigbee設(shè)備中的無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點選擇合適的信道，建立Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)，在傳感器節(jié)點加入后形成無線傳感網(wǎng)絡(luò)，傳感器節(jié)點通過路由節(jié)點與無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，無線網(wǎng)關(guān)收集各傳感器節(jié)點傳遞過來的信息，通過與PC機(jī)的串口通信及時在上位機(jī)界面上顯示，保證了數(shù)據(jù)顯示的實時性。 （2）節(jié)點編程與界面設(shè)計。對傳感器節(jié)點、路由節(jié)點、無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點的C51進(jìn)行C語言軟件編程，經(jīng)編譯后的程序可以達(dá)到較好的實驗效果；PC機(jī)上的界面采用VB語言進(jìn)行開發(fā)設(shè)計，管理者可以直觀的觀測到礦區(qū)的環(huán)境信息。 （3）數(shù)據(jù)采集與人員定位的研究分析。通過傳感器節(jié)點對礦區(qū)的環(huán)境特征量進(jìn)行實時監(jiān)測，礦區(qū)人員的位置信息由放置在礦工礦帽內(nèi)的盲節(jié)點進(jìn)行定位，通過盲節(jié)點與放置在礦區(qū)的參考節(jié)點進(jìn)行無線通信實現(xiàn)對礦區(qū)人員的實時定位，并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)以及人員定位情況在上位機(jī)界面上顯示出來。 （4）數(shù)據(jù)處理仿真分析。對采集到的數(shù)據(jù)采用最小二乘法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及曲線擬合，經(jīng)最小二乘法擬合后的曲線與原來的數(shù)據(jù)曲線相比更加的平滑，管理員通過對擬合后的數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行經(jīng)驗觀測，根據(jù)數(shù)據(jù)變化的趨勢可以對下一時刻的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的預(yù)測，對預(yù)測到的異常的數(shù)據(jù)提前采取相應(yīng)的措施，避免安全事故的發(fā)生。 經(jīng)過實驗室內(nèi)的測量實驗和實際驗證，，證明基于M2M技術(shù)的礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測平臺可以較為準(zhǔn)確的實現(xiàn)對礦區(qū)環(huán)境（溫濕度、瓦斯體積分?jǐn)?shù)、土壤壓力、開關(guān)量、模擬量、人員定位）的實時監(jiān)測；對礦區(qū)人員的定位誤差較小，可以比較準(zhǔn)確的實現(xiàn)礦區(qū)人員的定位功能；對采集到的數(shù)據(jù)通過Matlab進(jìn)行仿真實驗表明，經(jīng)擬合處理后環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線更光滑，減小了數(shù)據(jù)誤差。
【關(guān)鍵詞】：物聯(lián)網(wǎng) M2M Zigbee 礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測 RSSI 人員定位
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD76;TP274
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-15
• 1.1 課題研究的背景與意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析12-13
• 1.3 系統(tǒng)方案論證13-14
• 1.4 課題來源和論文章節(jié)安排14-15
• 2 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)研究15-39
• 2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)介紹15-18
• 2.2 M2M 技術(shù)介紹18-19
• 2.3 ZigBee 技術(shù)介紹19-28
• 2.3.1 設(shè)備類型20-21
• 2.3.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)21-24
• 2.3.3 技術(shù)對比、特點與應(yīng)用24-27
• 2.3.4 ZigBee 芯片介紹27-28
• 2.4 環(huán)境特征量的監(jiān)測與識別28-29
• 2.5 串口通訊29-33
• 2.6 多點數(shù)據(jù)采集33-34
• 2.7 數(shù)據(jù)處理與仿真分析34-37
• 2.8 本章小結(jié)37-39
• 3 基于 ZigBee 技術(shù)的定位方法39-45
• 3.1 ZigBee 技術(shù)定位的原理39-42
• 3.2 RSSI 定位分析42-44
• 3.3 RSSI 數(shù)據(jù)處理44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 4 礦區(qū)監(jiān)測平臺的設(shè)計45-57
• 4.1 硬件設(shè)計45-49
• 4.1.1 硬件設(shè)計思路45-46
• 4.1.2 硬件設(shè)計方案46-49
• 4.2 軟件設(shè)計49-55
• 4.2.1 主程序設(shè)計49-50
• 4.2.2 環(huán)境數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計50-53
• 4.2.3 定位程序設(shè)計53-55
• 4.3 上位機(jī)界面設(shè)計55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 5 實驗結(jié)果分析57-61
• 5.1 環(huán)境特征量監(jiān)測結(jié)果分析57-58
• 5.2 人員定位結(jié)果分析58-60
• 5.3 本章小結(jié)60-61
• 6 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 全文工作總結(jié)61-62
• 6.2 未來工作展望62-63
• 致謝63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 附錄69-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄77-78

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：基于M2M技術(shù)的礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測平臺研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：391095