本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)的組合式傳感器的研究及應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的不斷深入,對(duì)接入的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性和精度提出了更高的要求。根據(jù)溫度傳感器的種類特點(diǎn)可知,單一敏感材料的溫度傳感器很難兼顧良好的靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性,很難獲得速度快、精度高、穩(wěn)定性好的測(cè)量結(jié)果。如何利用現(xiàn)有的傳感器資源快速準(zhǔn)確地獲得待測(cè)系統(tǒng)溫度是當(dāng)前科研的一個(gè)熱點(diǎn)。本課題通過(guò)對(duì)組合式傳感器原理的研究,在前期廣泛測(cè)試的基礎(chǔ)上,結(jié)合各種溫度傳感器的優(yōu)缺點(diǎn),將金屬鉑電阻Pt100與半導(dǎo)體材料中的熱敏電阻作為組合傳感器的材料。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)融合算法的分類研究,著重對(duì)常用于組合慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的卡爾曼濾波算法及聯(lián)邦卡爾曼算法進(jìn)行了分析,提出了基于聯(lián)邦卡爾曼濾波算法的組合式溫度傳感器模型,給出了基于聯(lián)邦卡爾曼算法的組合式溫度傳感器的算法步驟,并對(duì)算法進(jìn)行了試驗(yàn)仿真。仿真結(jié)果表明本課題設(shè)計(jì)的組合式溫度傳感器,在穩(wěn)定性和靈敏度兩個(gè)指標(biāo)上都獲得了較好的結(jié)果。為驗(yàn)證組合式溫度傳感器的實(shí)際應(yīng)用的有效性,給出了組合式溫度傳感器的在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)。相對(duì)于傳統(tǒng)廣泛的有線連接,本設(shè)計(jì)借助于Zig Bee無(wú)線通信技術(shù)和微電子技術(shù),實(shí)現(xiàn)了傳感器數(shù)據(jù)高效穩(wěn)定的無(wú)線傳輸,并通過(guò)無(wú)線溫度監(jiān)控系統(tǒng)完成了對(duì)溫度的監(jiān)控。針對(duì)當(dāng)前傳感器技術(shù)的發(fā)展要求,根據(jù)各種傳感材料的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行組合設(shè)計(jì)是一種很好的傳感器設(shè)計(jì)方案。本課題將有較好的測(cè)溫穩(wěn)定性的鉑電阻和較好的快速響應(yīng)能力的熱敏電阻進(jìn)行組合,然后使用聯(lián)邦卡爾曼濾波算法進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理,得到了一種具有比單純鉑電阻和熱敏電阻更好性能的組合式溫度傳感器,最后基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線ZigBee傳感器網(wǎng)絡(luò)完成了組合式溫度傳感器數(shù)據(jù)的采集、傳輸。目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)發(fā)展迅速,在數(shù)據(jù)融合和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上,研究基于物聯(lián)網(wǎng)的組合式傳感器具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
【關(guān)鍵詞】：組合式傳感器 數(shù)據(jù)融合 物聯(lián)網(wǎng) ZigBee聯(lián)邦卡爾曼算法
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.44;TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景和意義9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 組合式傳感器研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 數(shù)據(jù)融合的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容和工作安排12-13
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容12-13
• 1.3.2 章節(jié)安排13
• 1.4 本章小結(jié)13-14
• 2 多傳感器數(shù)據(jù)融合算法14-24
• 2.1 數(shù)據(jù)融合概述14-18
• 2.1.1 數(shù)據(jù)融合過(guò)程15
• 2.1.2 數(shù)據(jù)融合的結(jié)構(gòu)15-17
• 2.1.3 數(shù)據(jù)融合的層次劃分17-18
• 2.2 卡爾曼算法原理18-20
• 2.2.1 卡爾曼算法步驟18-19
• 2.2.2 卡爾曼濾波參數(shù)的設(shè)置分析19-20
• 2.3 聯(lián)邦卡爾曼算法20-22
• 2.3.1 聯(lián)邦卡爾曼算法結(jié)構(gòu)20
• 2.3.2 聯(lián)邦卡爾曼數(shù)據(jù)融合步驟20-22
• 2.4 卡爾曼與聯(lián)邦卡爾曼算法比較22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 3 組合式溫度傳感器設(shè)計(jì)24-36
• 3.1 組合式傳感器原理24-25
• 3.2 組合式溫度傳感器材料的選擇25-27
• 3.2.1 鉑電阻的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)25-26
• 3.2.2 熱敏電阻的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)26-27
• 3.3 組合式溫度傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27
• 3.4 組合傳感器的算法設(shè)計(jì)27-29
• 3.5 實(shí)驗(yàn)仿真29-35
• 3.5.1 實(shí)驗(yàn)儀器選擇29-31
• 3.5.2 實(shí)驗(yàn)仿真31-35
• 3.6 本章小節(jié)35-36
• 4 基于物聯(lián)網(wǎng)的組合式溫度傳感器的應(yīng)用36-62
• 4.1 測(cè)溫系統(tǒng)分析36-37
• 4.2 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)與方案37-41
• 4.2.1 無(wú)線通信方式的選擇37-38
• 4.2.2 Zig Bee協(xié)議特點(diǎn)38-39
• 4.2.3 Zig Bee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)39-40
• 4.2.4 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)40-41
• 4.3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)41-44
• 4.3.1 Zig Bee模塊的選擇41-42
• 4.3.2 溫度采集節(jié)點(diǎn)模塊設(shè)計(jì)42-43
• 4.3.3 路由器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)43
• 4.3.4 數(shù)據(jù)接收節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)43-44
• 4.4 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)44-54
• 4.4.1 Z-Stack的協(xié)議棧的工作機(jī)制44-45
• 4.4.2 溫度采集節(jié)點(diǎn)模塊軟件設(shè)計(jì)45-46
• 4.4.3 路由器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)46
• 4.4.4 數(shù)據(jù)接收節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)46-47
• 4.4.5 上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)47-51
• 4.4.6 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)51-53
• 4.4.7 上位機(jī)軟件的工作流程53-54
• 4.5 系統(tǒng)測(cè)試54-61
• 4.5.1 測(cè)試設(shè)備及工具54-56
• 4.5.2 溫度采集節(jié)點(diǎn)測(cè)試56-57
• 4.5.3 上位機(jī)功能測(cè)試57-61
• 4.5.4 測(cè)試結(jié)果61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 總結(jié)和展望62-64
• 總結(jié)62-63
• 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-69
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69-70

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)的組合式傳感器的研究及應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：391147