基于物聯(lián)網(wǎng)多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)的智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-10-06 16:54
傳統(tǒng)的區(qū)域環(huán)境監(jiān)控方案存在諸多限制,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境狀態(tài)監(jiān)控能夠很大程度上突破傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)手段在時(shí)間、空間、監(jiān)測(cè)內(nèi)容等方面的局限性。同時(shí),基于物聯(lián)網(wǎng)的多傳感區(qū)域環(huán)境監(jiān)測(cè)也會(huì)提供海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),如何將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行更好的融合和分析是亟待解決的問(wèn)題。論文設(shè)計(jì)了一套基于物聯(lián)網(wǎng)多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)的智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)集多種環(huán)境參數(shù)的采集、傳輸、處理、融合分析、異常監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和開關(guān)控制于一體,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)監(jiān)測(cè)區(qū)域環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和控制,并給出環(huán)境狀態(tài)綜合評(píng)判的數(shù)據(jù)結(jié)果支持,論文對(duì)于區(qū)域環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的研究有著較為重要的學(xué)術(shù)研究?jī)r(jià)值和工程應(yīng)用意義。論文首先介紹了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多傳感器數(shù)據(jù)融合算法的基礎(chǔ)理論,分析了基于物聯(lián)網(wǎng)多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)的智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)和可行性;接著設(shè)計(jì)了智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu),系統(tǒng)的硬件部分:智能區(qū)域監(jiān)控單元和傳感器節(jié)點(diǎn)電路,以及系統(tǒng)的工作流程;其次,選用ZigBee協(xié)議作為系統(tǒng)的無(wú)線通信協(xié)議,針對(duì)系統(tǒng)功能分別從對(duì)芯片的性能需求及選取,芯片及配置電路的硬件架構(gòu),軟件流程等方面進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì);而后,針對(duì)系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的多源性,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的兩...
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
英文摘要
1 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
2 智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)理論基礎(chǔ)與總體設(shè)計(jì)
2.1 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)
2.2 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2.3 智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.3.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
2.3.2 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3.3 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3.4 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.4 本章小結(jié)
3 智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì)
3.1 智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的組建
3.1.1 低功耗無(wú)線通信協(xié)議的選擇
3.1.2 系統(tǒng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)工作流程
3.2 智能區(qū)域監(jiān)控單元設(shè)計(jì)
3.2.1 基于STM32 的主控單元設(shè)計(jì)
3.2.2 用戶交互界面模塊設(shè)計(jì)
3.2.3 數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計(jì)
3.2.4 繼電器開關(guān)控制模塊設(shè)計(jì)
3.2.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及建模分析模塊設(shè)計(jì)
3.2.6 電源模塊設(shè)計(jì)
3.3 傳感器節(jié)點(diǎn)模塊設(shè)計(jì)
3.3.1 傳感器數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)
3.3.2 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計(jì)
3.3.3 電源模塊設(shè)計(jì)
3.4 本章小結(jié)
4 智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)多傳感器數(shù)據(jù)融合建模設(shè)計(jì)
4.1 智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)
4.1.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1.2 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立的相關(guān)假設(shè)
4.2 基于加權(quán)最小二乘法的同類傳感器數(shù)據(jù)融合模型設(shè)計(jì)
4.2.1 加權(quán)最小二乘法
4.2.2 同類傳感器數(shù)據(jù)融合模型設(shè)計(jì)
4.3 基于模糊綜合評(píng)判法的異類傳感器數(shù)據(jù)融合模型設(shè)計(jì)
4.3.1 綜合模糊評(píng)判
4.3.2 異類傳感器數(shù)據(jù)融合模型設(shè)計(jì)
4.4 本章小結(jié)
5 智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試與結(jié)果分析
5.1 測(cè)試環(huán)境和平臺(tái)搭建
5.2 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果分析
5.2.1 傳感器數(shù)據(jù)采集模塊測(cè)試
5.2.2 無(wú)線通信模塊測(cè)試
5.2.3 數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)模塊測(cè)試
5.2.4 數(shù)據(jù)融合算法結(jié)果分析
5.2.5 用戶交互界面模塊及繼電器開關(guān)模塊測(cè)試
5.2.6 系統(tǒng)整體性能測(cè)試
5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
A.作者在攻讀碩士學(xué)位期間獲得的專利
B.作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
C.作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
D.學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]數(shù)據(jù)融合技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用與思考[J]. 鄭淏,薛惠鋒,李養(yǎng)養(yǎng),楊偉偉,張佳音,王斐. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè). 2018(05)
[2]多源數(shù)據(jù)融合方法研究[J]. 李洪偉,劉兆東,閔遠(yuǎn)勝,何亮,劉鎏,趙文濤. 核動(dòng)力工程. 2018(03)
[3]基于最小二乘原理多傳感器加權(quán)數(shù)據(jù)融合[J]. 趙華哲,李強(qiáng),楊家建. 微型機(jī)與應(yīng)用. 2013(12)
[4]面向物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J]. 錢志鴻,王義君. 電子與信息學(xué)報(bào). 2013(01)
[5]物聯(lián)網(wǎng)概念模型與體系結(jié)構(gòu)[J]. 沈蘇彬,毛燕琴,范曲立,宗平,黃維. 南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(04)
[6]物聯(lián)網(wǎng):概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J]. 孫其博,劉杰,黎羴,范春曉,孫娟娟. 北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(03)
[7]多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)及其研究進(jìn)展[J]. 華鑫鵬,張輝宜,張嵐. 中國(guó)儀器儀表. 2008(05)
[8]數(shù)據(jù)融合綜述[J]. 李靜,賈利民. 交通標(biāo)準(zhǔn)化. 2007(09)
[9]基于相關(guān)性函數(shù)和模糊綜合函數(shù)的多傳感器數(shù)據(jù)融合[J]. 劉建書,李人厚,劉云龍,張貞耀. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2006(07)
[10]基于最小二乘原理的多傳感器加權(quán)融合算法[J]. 仲崇權(quán),張立勇,楊素英,李卓函. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2003(04)
博士論文
[1]基于技術(shù)、應(yīng)用、市場(chǎng)三個(gè)層面的我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[D]. 叢林.遼寧大學(xué) 2016
碩士論文
[1]基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 湯振.南京郵電大學(xué) 2018
[2]基于物聯(lián)網(wǎng)的井場(chǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)研究[D]. 楊磊.西安石油大學(xué) 2016
[3]基于物聯(lián)網(wǎng)的大場(chǎng)景智能照明監(jiān)控系統(tǒng)中心軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張斌.東南大學(xué) 2015
本文編號(hào):3687019
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
英文摘要
1 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
2 智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)理論基礎(chǔ)與總體設(shè)計(jì)
2.1 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)
2.2 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2.3 智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.3.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
2.3.2 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3.3 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3.4 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.4 本章小結(jié)
3 智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì)
3.1 智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的組建
3.1.1 低功耗無(wú)線通信協(xié)議的選擇
3.1.2 系統(tǒng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)工作流程
3.2 智能區(qū)域監(jiān)控單元設(shè)計(jì)
3.2.1 基于STM32 的主控單元設(shè)計(jì)
3.2.2 用戶交互界面模塊設(shè)計(jì)
3.2.3 數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計(jì)
3.2.4 繼電器開關(guān)控制模塊設(shè)計(jì)
3.2.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及建模分析模塊設(shè)計(jì)
3.2.6 電源模塊設(shè)計(jì)
3.3 傳感器節(jié)點(diǎn)模塊設(shè)計(jì)
3.3.1 傳感器數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)
3.3.2 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計(jì)
3.3.3 電源模塊設(shè)計(jì)
3.4 本章小結(jié)
4 智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)多傳感器數(shù)據(jù)融合建模設(shè)計(jì)
4.1 智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)
4.1.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1.2 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立的相關(guān)假設(shè)
4.2 基于加權(quán)最小二乘法的同類傳感器數(shù)據(jù)融合模型設(shè)計(jì)
4.2.1 加權(quán)最小二乘法
4.2.2 同類傳感器數(shù)據(jù)融合模型設(shè)計(jì)
4.3 基于模糊綜合評(píng)判法的異類傳感器數(shù)據(jù)融合模型設(shè)計(jì)
4.3.1 綜合模糊評(píng)判
4.3.2 異類傳感器數(shù)據(jù)融合模型設(shè)計(jì)
4.4 本章小結(jié)
5 智能區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試與結(jié)果分析
5.1 測(cè)試環(huán)境和平臺(tái)搭建
5.2 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果分析
5.2.1 傳感器數(shù)據(jù)采集模塊測(cè)試
5.2.2 無(wú)線通信模塊測(cè)試
5.2.3 數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)模塊測(cè)試
5.2.4 數(shù)據(jù)融合算法結(jié)果分析
5.2.5 用戶交互界面模塊及繼電器開關(guān)模塊測(cè)試
5.2.6 系統(tǒng)整體性能測(cè)試
5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
A.作者在攻讀碩士學(xué)位期間獲得的專利
B.作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
C.作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
D.學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]數(shù)據(jù)融合技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用與思考[J]. 鄭淏,薛惠鋒,李養(yǎng)養(yǎng),楊偉偉,張佳音,王斐. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè). 2018(05)
[2]多源數(shù)據(jù)融合方法研究[J]. 李洪偉,劉兆東,閔遠(yuǎn)勝,何亮,劉鎏,趙文濤. 核動(dòng)力工程. 2018(03)
[3]基于最小二乘原理多傳感器加權(quán)數(shù)據(jù)融合[J]. 趙華哲,李強(qiáng),楊家建. 微型機(jī)與應(yīng)用. 2013(12)
[4]面向物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J]. 錢志鴻,王義君. 電子與信息學(xué)報(bào). 2013(01)
[5]物聯(lián)網(wǎng)概念模型與體系結(jié)構(gòu)[J]. 沈蘇彬,毛燕琴,范曲立,宗平,黃維. 南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(04)
[6]物聯(lián)網(wǎng):概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J]. 孫其博,劉杰,黎羴,范春曉,孫娟娟. 北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(03)
[7]多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)及其研究進(jìn)展[J]. 華鑫鵬,張輝宜,張嵐. 中國(guó)儀器儀表. 2008(05)
[8]數(shù)據(jù)融合綜述[J]. 李靜,賈利民. 交通標(biāo)準(zhǔn)化. 2007(09)
[9]基于相關(guān)性函數(shù)和模糊綜合函數(shù)的多傳感器數(shù)據(jù)融合[J]. 劉建書,李人厚,劉云龍,張貞耀. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2006(07)
[10]基于最小二乘原理的多傳感器加權(quán)融合算法[J]. 仲崇權(quán),張立勇,楊素英,李卓函. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2003(04)
博士論文
[1]基于技術(shù)、應(yīng)用、市場(chǎng)三個(gè)層面的我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[D]. 叢林.遼寧大學(xué) 2016
碩士論文
[1]基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 湯振.南京郵電大學(xué) 2018
[2]基于物聯(lián)網(wǎng)的井場(chǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)研究[D]. 楊磊.西安石油大學(xué) 2016
[3]基于物聯(lián)網(wǎng)的大場(chǎng)景智能照明監(jiān)控系統(tǒng)中心軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張斌.東南大學(xué) 2015
本文編號(hào):3687019
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