近年來在國家大力進行生態(tài)文明建設(shè),推進“煤改氣”的同時,煤氣泄漏、爆炸事件時有發(fā)生,對居民人身財產(chǎn)造成重大威脅。通過對煤氣泄漏、爆炸原因進行分析,發(fā)現(xiàn)造成事故的主要因素為用戶不當?shù)氖褂昧晳T和煤氣罐的質(zhì)量問題,因此加強煤氣罐管理勢在必行�？梢酝ㄟ^技術(shù)手段實現(xiàn)煤氣罐實時、數(shù)字化地管理,提高對煤氣罐管理的水平。根據(jù)煤氣罐安全監(jiān)控的需求,設(shè)計了一款用于對煤氣罐實時監(jiān)控的終端設(shè)備。監(jiān)控終端可以實時感知煤氣罐所處環(huán)境信息,并將信息通過NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）網(wǎng)絡(luò)上報給物聯(lián)網(wǎng)云平臺。物聯(lián)網(wǎng)云平臺接收并保存終端信息,可以隨時查看煤氣罐溫度、煤氣余量、位置等狀態(tài)信息,并對火災(zāi)、煤氣泄漏等危險事件進行報警。設(shè)計了運輸模式判別算法用于低功耗控制并移植到單片機中。測試結(jié)果表明,該終端結(jié)構(gòu)合理、數(shù)據(jù)采集準確、通信能力強、功耗低,能夠滿足煤氣罐安全監(jiān)控的需求。本文的工作主要為以下五個方面:（1）對煤氣罐使用過程中的問題進行了分析,對現(xiàn)有煤氣罐安全管理技術(shù)進行了調(diào)研,研究了 NB-IoT技術(shù)的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上,進行了煤氣罐監(jiān)控終端的需求分析,提出了煤氣罐監(jiān)控系統(tǒng)、終端結(jié)構(gòu)、終端硬件的方案。還討論了設(shè)計中數(shù)據(jù)可靠采... 

【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 選題的研究背景及意義
    1.2 相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 可燃氣體報警器
        1.2.2 NB-IoT技術(shù)
        1.2.3 煤氣罐安全管理系統(tǒng)
    1.3 論文主要工作及結(jié)構(gòu)安排
2 煤氣罐監(jiān)控終端整體方案設(shè)計
    2.1 煤氣罐監(jiān)控終端需求分析
        2.1.1 功能需求分析
        2.1.2 設(shè)計原則
        2.1.3 性能參數(shù)需求分析
        2.1.4 成本分析
    2.2 煤氣罐監(jiān)控終端整體方案設(shè)計
        2.2.1 煤氣罐監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計
        2.2.2 煤氣罐監(jiān)控終端外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.2.3 煤氣罐監(jiān)控終端硬件方案設(shè)計
    2.3 煤氣罐監(jiān)控終端設(shè)計的關(guān)鍵問題及解決方案
    2.4 本章小節(jié)
3 煤氣罐監(jiān)控終端硬件的設(shè)計
    3.1 煤氣罐監(jiān)控終端硬件總體架構(gòu)設(shè)計
    3.2 煤氣罐監(jiān)控終端硬件電路設(shè)計
        3.2.1 主控模塊電路設(shè)計
        3.2.2 煤氣濃度傳感器電路設(shè)計
        3.2.3 溫度傳感器電路設(shè)計
        3.2.4 電池電壓檢測電路設(shè)計
        3.2.5 壓力傳感器電路設(shè)計
        3.2.6 定位模塊電路設(shè)計
        3.2.7 無線通信模塊電路設(shè)計
        3.2.8 電源模塊電路設(shè)計
    3.3 PCB設(shè)計
        3.3.1 PCB設(shè)計流程
        3.3.2 PCB布局
        3.3.3 PCB布線
    3.4 本章小結(jié)
4 煤氣罐監(jiān)控終端的軟件設(shè)計
    4.1 煤氣罐監(jiān)控終端軟件總體設(shè)計
    4.2 煤氣罐監(jiān)控終端智能控制相關(guān)程序設(shè)計
        4.2.1 系統(tǒng)邏輯控制程序
        4.2.2 初始化程序
        4.2.4 UART串口程序
        4.2.5 終端運輸模式切換程序
    4.3 數(shù)據(jù)采集程序的設(shè)計
        4.3.1 煤氣濃度采集程序
        4.3.2 溫度采集程序
        4.3.3 電池電壓采集程序
        4.3.4 壓力采集程序
        4.3.5 位置信息采集程序
    4.4 NB-IoT無線通信程序的設(shè)計
    4.5 物聯(lián)網(wǎng)云平臺
        4.5.1 中國電信物聯(lián)網(wǎng)開放平臺簡介
        4.5.2 中國電信物聯(lián)網(wǎng)開放平臺對接
    4.6 本章小結(jié)
5 終端運輸模式識別算法的設(shè)計
    5.1 GPS原始數(shù)據(jù)處理
        5.1.1 GPS原始數(shù)據(jù)來源與結(jié)構(gòu)
        5.1.2 GPS原始數(shù)據(jù)預(yù)處理
        5.1.3 GPS軌跡相關(guān)概念
    5.2 GPS軌跡特征參數(shù)提取
        5.2.1 GPS軌跡分析
        5.2.2 特征參數(shù)選取與分析
    5.3 基于支持向量機的運輸模式識別算法
        5.3.1 SVM原理
        5.3.2 運輸模式識別實驗與結(jié)果分析
    5.4 模式識別算法在MSP430中的實現(xiàn)
    5.5 本章小結(jié)
6 煤氣罐監(jiān)控終端的樣機測試
    6.1 終端外殼結(jié)構(gòu)裝配測試
    6.2 終端功能測試
        6.1.1 溫度采集測試
        6.1.2 煤氣泄漏報警測試
        6.1.3 電池電壓采集測試
        6.1.4 稱重測試
        6.1.5 定位測試
        6.1.6 無線通信測試
    6.3 系統(tǒng)功耗測試
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 工作總結(jié)
    7.2 工作展望
參考文獻
作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3182539