本文關(guān)鍵詞：基于無線傳感網(wǎng)的大氣霧霾監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快,生產(chǎn)制造過程中不可避免地使用大量化工原材料,產(chǎn)生大量污染性氣體。近幾年來,我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人民生活水平的不斷提高和汽車工業(yè)的高速發(fā)展,導(dǎo)致城市中汽車數(shù)量不斷增加,致使許多城市大氣中的SO2、NO2等氣體污染物急劇增加。由于大量的污染氣體擴(kuò)散到空氣中,致使我國大部分省區(qū)市均出現(xiàn)嚴(yán)重的霧霾天氣,嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量和人民身體健康。因此,設(shè)計(jì)一種針對大氣霧霾的監(jiān)測系統(tǒng)是具有十分重要的意義。本文通過分析國內(nèi)外對大氣霧霾監(jiān)測系統(tǒng)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)合實(shí)際需要和國家相關(guān)行業(yè)要求,設(shè)計(jì)了大氣霧霾監(jiān)測無線傳感網(wǎng)的系統(tǒng)。采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并設(shè)計(jì)完成引入同步休眠機(jī)制的通信協(xié)議。同時(shí),采用人工魚群算法,減少系統(tǒng)的監(jiān)測終端數(shù)量,降低系統(tǒng)功耗,提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋率。硬件部分,采用STM32f103zet6作為系統(tǒng)處理器,并設(shè)計(jì)了監(jiān)測終端、中繼節(jié)點(diǎn)及手持智能監(jiān)測終端。整個(gè)系統(tǒng)硬件的底層驅(qū)動(dòng)程序均在Keil平臺(tái)上進(jìn)行編寫。中繼節(jié)點(diǎn)利用無線網(wǎng)橋進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸,以確保監(jiān)控中心可以實(shí)時(shí)監(jiān)測。手持終端可以調(diào)取附近區(qū)域內(nèi)每個(gè)監(jiān)測終端的數(shù)據(jù)信息,方便相關(guān)人員進(jìn)行監(jiān)控。軟件部分,監(jiān)控中心界面采用Visual C++平臺(tái)進(jìn)行開發(fā),提供監(jiān)測終端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、超過預(yù)設(shè)閾值報(bào)警,同時(shí)具有歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。對設(shè)計(jì)完成的系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測試,環(huán)境測試實(shí)驗(yàn)以及對系統(tǒng)通信組網(wǎng)測試。由測試結(jié)果可知:本系統(tǒng)完全滿足相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)際需求,操作簡單,運(yùn)行穩(wěn)定。通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,可以有效降低系統(tǒng)功耗,延長系統(tǒng)工作時(shí)間。本文構(gòu)建的監(jiān)測系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求,有良好的市場應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：大氣霧霾 無線傳感網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 監(jiān)測
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5;X84
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題研究的背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 大氣霧霾監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3 課題來源及主要內(nèi)容16-17
• 1.3.1 課題來源16
• 1.3.2 本文研究的主要內(nèi)容16-17
• 第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案17-22
• 2.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求及功能17
• 2.2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案17-18
• 2.3 系統(tǒng)主要器件的選型18-21
• 2.3.1 中央處理芯片的選型18-19
• 2.3.2 氣體傳感器選型19-20
• 2.3.3 溫濕度傳感器選型20
• 2.3.4 無線通信模塊的選型20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)22-36
• 3.1 監(jiān)測終端硬件設(shè)計(jì)方案22-23
• 3.2 傳感器模塊設(shè)計(jì)23-25
• 3.2.1 傳感器調(diào)理電路的設(shè)計(jì)23-25
• 3.2.2 溫濕度模塊接口電路設(shè)計(jì)25
• 3.3 電源管理模塊接口電路設(shè)計(jì)25-28
• 3.3.1 供電電路設(shè)計(jì)25-27
• 3.3.2 充電電路設(shè)計(jì)27
• 3.3.3 電量檢測電路設(shè)計(jì)27-28
• 3.4 其他接口電路設(shè)計(jì)28-30
• 3.4.1 顯示接口電路設(shè)計(jì)28-29
• 3.4.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì)29
• 3.4.3 聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì)29-30
• 3.4.4 無線通信模塊接口電路設(shè)計(jì)30
• 3.5 中繼節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)方案30-31
• 3.5.1 整體硬件設(shè)計(jì)方案概述30-31
• 3.5.2 串行通信接口電路設(shè)計(jì)31
• 3.6 手持智能監(jiān)測終端的硬件設(shè)計(jì)方案31-35
• 3.6.1 設(shè)計(jì)方案概述31-32
• 3.6.2 電源管理模塊接口電路設(shè)計(jì)32-33
• 3.6.3 交互功能模塊接口電路設(shè)計(jì)33-35
• 3.7 本章小結(jié)35-36
• 第4章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化36-45
• 4.1 監(jiān)測終端軟件設(shè)計(jì)方案36-37
• 4.2 手持智能監(jiān)測終端軟件設(shè)計(jì)方案37
• 4.3 監(jiān)控中心界面軟件設(shè)計(jì)方案37-39
• 4.4 通信協(xié)議優(yōu)化39-40
• 4.5 無線傳感網(wǎng)覆蓋優(yōu)化40-44
• 4.5.1 人工魚群算法40-44
• 4.5.2 仿真結(jié)果分析44
• 4.6 本章小結(jié)44-45
• 第5章 系統(tǒng)的測試結(jié)果及分析45-52
• 5.1 系統(tǒng)測試環(huán)境45-46
• 5.2 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)測試及分析46-50
• 5.2.1 系統(tǒng)的示值誤差46-47
• 5.2.2 系統(tǒng)的零點(diǎn)漂移47-48
• 5.2.3 系統(tǒng)的分辨率48-49
• 5.2.4 系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間49-50
• 5.3 系統(tǒng)功耗分析50
• 5.4 系統(tǒng)聯(lián)機(jī)測試50-51
• 5.5 本章小結(jié)51-52
• 結(jié)論52-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文57-58
• 致謝58

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