本文關(guān)鍵詞：煤氣報(bào)警與區(qū)域定位的安全管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

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【摘要】：煤氣泄漏一直是工業(yè)生產(chǎn)事故發(fā)生的重要原因之一,由于煤氣泄漏經(jīng)常發(fā)生突然,且氣體無(wú)色,人員很容易誤入泄漏區(qū)域,造成煤氣中毒。煤氣中的主要有毒成分是CO,高爐煤氣中CO的含量大約在25%~30%,而當(dāng)空氣中的CO含量超過(guò)1%的時(shí)候便會(huì)威脅到生命安全。目前工業(yè)生產(chǎn)中普遍使用壁掛式煤氣報(bào)警儀和隨身攜帶的便攜式煤氣報(bào)警儀,但是其功能單一且監(jiān)測(cè)范圍較小,雖然現(xiàn)在出現(xiàn)了總線(xiàn)型的氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng),但是由于實(shí)際生產(chǎn)區(qū)域比較大,有線(xiàn)的方式并不能適應(yīng)大范圍部署的情況。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有煤氣報(bào)警設(shè)備的分析,本文開(kāi)發(fā)出一套基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的煤氣報(bào)警和區(qū)域定位功能的安全管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)分為兩層,第一層是基于ZigBee的傳感器網(wǎng)絡(luò),主要負(fù)責(zé)濃度數(shù)據(jù)、人員位置數(shù)據(jù)采集以及設(shè)備控制信息傳遞,網(wǎng)絡(luò)中分為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、路由器、固定功能終端和移動(dòng)功能終端,其中固定功能終端連接受控電子設(shè)備,移動(dòng)功能終端只負(fù)責(zé)收發(fā)數(shù)據(jù)以及報(bào)警提醒,路由器負(fù)責(zé)濃度報(bào)警和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),而網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器是ZigBee網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備,首先負(fù)責(zé)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的建立與維護(hù),同時(shí)通過(guò)串口與系統(tǒng)另一層連接,收發(fā)數(shù)據(jù);系統(tǒng)另一層則是PC端監(jiān)測(cè)軟件,通過(guò)對(duì)串口轉(zhuǎn)發(fā)的ZigBee傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分析歸類(lèi)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中,并將需要的數(shù)據(jù)顯示在軟件界面,對(duì)于設(shè)備控制則需要增加消息的封裝,以實(shí)現(xiàn)對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中單個(gè)設(shè)備的控制。論文首先介紹了開(kāi)發(fā)本系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的相關(guān)技術(shù)背景以及發(fā)展現(xiàn)狀,并分析了現(xiàn)有煤氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的弊端與限制性。其次提出了本套系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)架構(gòu),對(duì)相應(yīng)重點(diǎn)技術(shù)的選擇和使用提供了參考依據(jù),并介紹了系統(tǒng)所需硬件的選用標(biāo)準(zhǔn)。然后介紹了ZigBee網(wǎng)絡(luò)層的軟件設(shè)計(jì)以及各類(lèi)消息格式。再然后對(duì)PC端系統(tǒng)軟件做了簡(jiǎn)單介紹并展示了部分核心代碼。最后對(duì)本套系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)調(diào)測(cè)試,驗(yàn)證了其在煤氣報(bào)警、區(qū)域定位等功能的可行性與完整性。結(jié)果表明,本套系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能,具有一定的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：煤氣報(bào)警 ZigBee 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò) 區(qū)域定位
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP311.52;TF088
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題研究的背景和意義10
• 1.2 煤氣危害性與其監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀10-11
• 1.3 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)11-12
• 1.4 室內(nèi)定位技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀12
• 1.5 課題主要研究?jī)?nèi)容12-14
• 第二章 安全管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)14-23
• 2.1 安全管理系統(tǒng)需求分析14-15
• 2.2 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的選擇15-16
• 2.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇與組成16-19
• 2.3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇16-17
• 2.3.2 安全管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成17-19
• 2.4 安全管理系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)19-20
• 2.4.1 一氧化碳濃度采集與報(bào)警19
• 2.4.2 人員位置匯報(bào)19
• 2.4.3 高濃度區(qū)域預(yù)警19-20
• 2.4.4 電氣設(shè)備遠(yuǎn)程控制20
• 2.5 一氧化碳傳感器的選擇20-21
• 2.6 ZigBee開(kāi)發(fā)套件的選用21-23
• 第三章 ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)的軟件設(shè)計(jì)23-37
• 3.1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧簡(jiǎn)介23-28
• 3.1.1 ZigBee協(xié)議棧與Z-Stack簡(jiǎn)介23
• 3.1.2 ZigBee開(kāi)發(fā)環(huán)境23-24
• 3.1.3 Z-Stack中的數(shù)據(jù)通信機(jī)制24-26
• 3.1.4 單播、組播和廣播26-28
• 3.2 協(xié)調(diào)器的軟件設(shè)計(jì)28-29
• 3.3 路由器的軟件設(shè)計(jì)29-30
• 3.4 終端設(shè)備的軟件設(shè)計(jì)30-33
• 3.4.1 固定功能終端的軟件設(shè)計(jì)30-31
• 3.4.2 移動(dòng)報(bào)警終端的軟件設(shè)計(jì)31-33
• 3.5 系統(tǒng)消息格式33-37
• 3.5.1 CO濃度數(shù)據(jù)上傳消息33
• 3.5.2 設(shè)備控制消息33-34
• 3.5.3 設(shè)備狀態(tài)匯報(bào)消息34
• 3.5.4 位置請(qǐng)求消息34-35
• 3.5.5 位置匯報(bào)消息35
• 3.5.6 位置數(shù)據(jù)消息35-37
• 第四章 安全管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)37-43
• 4.1 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)軟件的總體結(jié)構(gòu)37-38
• 4.2 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言與工具38
• 4.2.1 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言38
• 4.2.2 Visual Studio 201338
• 4.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)38-39
• 4.4 監(jiān)測(cè)軟件組件核心程序39-41
• 4.4.1 濃度監(jiān)測(cè)模板39-40
• 4.4.2 人員管理模塊40-41
• 4.5 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)軟件面板41-43
• 第五章 系統(tǒng)性能測(cè)試與分析43-55
• 5.1 氣體傳感器靈敏度測(cè)試實(shí)驗(yàn)43-47
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備43
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)原料43
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)方法與步驟43-44
• 5.1.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析44-47
• 5.2 多數(shù)據(jù)間隔發(fā)送測(cè)試47-49
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備47-48
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)方法與步驟48-49
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析49
• 5.3 RSSI信號(hào)強(qiáng)度與距離的關(guān)系49-52
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備50
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)方法與步驟50
• 5.3.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析50-52
• 5.4 ZigBee節(jié)點(diǎn)全向天線(xiàn)測(cè)試52-55
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備52
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)方法與步驟52-53
• 5.4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析53-55
• 結(jié)論55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 附錄1 ZigBee節(jié)點(diǎn)核心代碼61-65
• 附錄2 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)軟件串口消息轉(zhuǎn)發(fā)核心代碼65-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文71

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