本文關(guān)鍵詞：基于無線傳感網(wǎng)絡的機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)的研究與設計

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【摘要】：機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)是輪機自動化方向的一個重要研究內(nèi)容,它的系統(tǒng)功能是準確可靠地監(jiān)測機艙內(nèi)各種動力設備的運行狀態(tài)及其參數(shù),一旦運行設備發(fā)生故障,自動發(fā)出聲、光報警信號。船舶機艙自動化系統(tǒng)是集機艙動力系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)的自動控制、監(jiān)測、報警等功能于一身的監(jiān)控系統(tǒng)。它正以集成化、網(wǎng)絡化、智能化、標準化、模塊化、系列化等方式,向機艙綜合自動化高層次階段發(fā)展。通信和無線網(wǎng)絡技術(shù)的快速發(fā)展為其在船舶機艙自動化系統(tǒng)中的應用奠定了基礎,以無線網(wǎng)絡為基礎的智能化分布式系統(tǒng)將成為未來機艙自動化的發(fā)展方向。采用無線傳感器網(wǎng)絡與以太網(wǎng)相結(jié)合,研制了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的船舶機艙監(jiān)測報警系統(tǒng),系統(tǒng)主要包括分布于機艙中各監(jiān)視點的無線傳感器、以太網(wǎng)/ZigBee網(wǎng)關(guān)、安裝在集控室內(nèi)的監(jiān)視屏。提出了STM32W108CUB61作為無線傳感器節(jié)點模塊和網(wǎng)關(guān)無線射頻模塊的核心處理器,STM32F207ZGT6作為以太網(wǎng)/ZigBee網(wǎng)關(guān)核心處理器并結(jié)合控制無線射頻芯片STM32W108CUB61和以太網(wǎng)芯片W5300的硬件設計方案,完成了無線傳感器節(jié)點模塊、以太網(wǎng)/ZigBee網(wǎng)關(guān)中無線射頻模塊部分和以太網(wǎng)驅(qū)動部分的硬件搭建和設計,還完成上位機顯示軟件的編寫。通過以太網(wǎng)/ZigBee網(wǎng)關(guān)和上位機顯示界面,用戶就可以實現(xiàn)對無線傳感器網(wǎng)絡中每個傳感器數(shù)據(jù)的收集與讀取�；跓o線傳感器網(wǎng)絡的船舶機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)大大降低電纜的采購、敷設成本,同時自動化網(wǎng)絡系統(tǒng)的冗余能力大大加強,整個系統(tǒng)更可靠、更安全。將無線網(wǎng)絡技術(shù)運用于機艙自動化系統(tǒng)時,也要面對許多挑戰(zhàn),要解決諸如電磁兼容、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)等重要課題。
【關(guān)鍵詞】：機艙監(jiān)測報警 無線傳感器網(wǎng)絡 網(wǎng)關(guān)
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5;U665
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 本文研究背景和意義10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 無線傳感器網(wǎng)絡15-22
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡概述15-19
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)15
• 2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡基本特點15-17
• 2.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡通信機制17-18
• 2.1.4 無線傳感器網(wǎng)絡組網(wǎng)技術(shù)18-19
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展19-20
• 2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡發(fā)展現(xiàn)狀19-20
• 2.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡未來趨勢20
• 2.3 無線傳感器網(wǎng)絡主要應用領域20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)總體設計22-25
• 3.1 系統(tǒng)組成與功能22-23
• 3.2 信號監(jiān)測類型23
• 3.3 系統(tǒng)總體設計方案23-24
• 3.4 本章小結(jié)24-25
• 第4章 機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)硬件設計25-47
• 4.1 機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)總體硬件方案25
• 4.2 現(xiàn)場級無線傳感器節(jié)點硬件設計25-34
• 4.2.1 現(xiàn)場級無線傳感器節(jié)點硬件設計方案26
• 4.2.2 主控芯片STM32W108介紹26-28
• 4.2.3 現(xiàn)場級無線傳感器節(jié)點硬件設計28-34
• 4.3 以太網(wǎng)/ZigBee網(wǎng)關(guān)硬件設計34-46
• 4.3.1 以太網(wǎng)/ZigBee網(wǎng)關(guān)硬件設計方案34-35
• 4.3.2 以太網(wǎng)/ZigBee網(wǎng)關(guān)設計主要芯片介紹35-38
• 4.3.3 以太網(wǎng)/ZigBee網(wǎng)關(guān)硬件設計38-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第5章 機艙監(jiān)測報警系統(tǒng)軟件設計47-64
• 5.1 現(xiàn)場級無線傳感器節(jié)點軟件設計47-52
• 5.1.1 網(wǎng)絡協(xié)議及協(xié)議棧47-48
• 5.1.2 地址分配和尋址機制48-49
• 5.1.3 節(jié)點的程序設計49-52
• 5.2 ZigBee/以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)軟件設計52-60
• 5.2.1 ZigBee Pro協(xié)議棧和TCP/IP協(xié)議棧52-53
• 5.2.2 STM32W108CUB61 ZigBee無線射頻模塊軟件設計53-55
• 5.2.3 W5300以太網(wǎng)模塊軟件設計55-57
• 5.2.4 系統(tǒng)驅(qū)動和控制的軟件設計57-59
• 5.2.5 網(wǎng)關(guān)應用層協(xié)議59-60
• 5.3 上位機軟件設計60-61
• 5.4 系統(tǒng)測試61-62
• 5.5 本章小結(jié)62-64
• 第6章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 總結(jié)64-65
• 6.2 展望65-66
• 參考文獻66-70
• 附錄A 節(jié)點讀取溫度值的程序70-73
• 附錄B 傳感器節(jié)點PCB圖73-74
• 附錄C 網(wǎng)關(guān)PCB圖74-75
• 攻讀學位期間公開發(fā)表論文75-76
• 致謝76-77
• 研究生履歷77

【參考文獻】

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本文編號：910933