近年來,隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,粉塵污染問題越來越嚴峻。粉塵污染不但制約著經(jīng)濟生產(chǎn),而且危害人們的生命安全。目前,粉塵監(jiān)測系統(tǒng)存在傳輸距離近、抗干擾能力差和智能化水平不夠等問題。針對上述問題,結(jié)合傳感器網(wǎng)絡技術、長距離（LoRa,Long Range）無線傳輸技術和嵌入式開發(fā)技術,設計了一種基于LoRa的粉塵智能預警系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要分為三部分,分別為數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)和智能主機,實現(xiàn)了粉塵現(xiàn)場監(jiān)測的功能。論文各部分的研究內(nèi)容如下:（1）在數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)終端通過三種傳感器獲取了粉塵現(xiàn)場的溫濕度和粉塵濃度數(shù)據(jù),并通過報警裝置和調(diào)控裝置保障粉塵現(xiàn)場的安全性。本系統(tǒng)在這部分完成了測溫電纜、濕度檢測模塊和粉塵濃度檢測模塊的軟硬件設計。為了保證溫度數(shù)據(jù)的準確性,本系統(tǒng)通過DS18B20測溫電纜實現(xiàn)多點測溫。針對單總線DS18B20測溫電纜中序列號傳統(tǒng)二叉樹搜索算法效率低的問題,基于對單根測溫電纜的不同DS18B20序列號中相同家族碼和位數(shù)的標識,設計一種優(yōu)化的二叉樹搜索算法。該算法能夠保證搜索準確性,同時提高搜索效率。（2）在數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)中,LoRa終端實現(xiàn)了數(shù)據(jù)終端和智能主... 

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
    1.4 本章小結(jié)
第二章 系統(tǒng)設計框架
    2.1 需求分析
    2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    2.3 系統(tǒng)硬件平臺簡介
    2.4 系統(tǒng)軟件平臺搭建
        2.4.1 數(shù)據(jù)終端和LoRa終端的軟件平臺
        2.4.2 智能主機的軟件平臺
    2.5 本章小結(jié)
第三章 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)設計
    3.1 數(shù)據(jù)終端結(jié)構(gòu)框圖
    3.2 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)工作流程
    3.3 數(shù)據(jù)終端的設計
        3.3.1 測溫電纜設計
        3.3.2 濕度檢測模塊設計
        3.3.3 粉塵濃度檢測模塊設計
    3.4 本章小結(jié)
第四章 數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)設計
    4.1 LoRa技術介紹
    4.2 LoRa終端的設計
        4.2.1 無線模塊簡介
        4.2.2 LoRa終端硬件設計
        4.2.3 LoRa終端軟件設計
    4.3 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計
    4.4 低功耗設計
        4.4.1 信道活動檢測
        4.4.2 喚醒方式設計
        4.4.3 數(shù)據(jù)上傳
        4.4.4 整體方案
    4.5 測試與分析
        4.5.1 LoRa終端的測試與分析
        4.5.2 低功耗測試與分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 智能主機的設計
    5.1 智能主機軟硬件介紹
        5.1.1 智能主機的硬件結(jié)構(gòu)
        5.1.2 智能主機軟件平臺
    5.2 智能主機的工作流程
    5.3 報警音響的實現(xiàn)
    5.4 智能主機預警機制
        5.4.1 線性回歸算法
        5.4.2 局部加權線性回歸算法
    5.5 測試與分析
        5.5.1 預測模型的測試與分析
        5.5.2 系統(tǒng)的測試與分析
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]基于樹莓派的遠距離LoRaWAN網(wǎng)關系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 程淑偉,劉廣偉,柯佩佩,吳春玲,馮蕾,吳亞斌.  電子世界. 2018(10)
[3]基于STM8L151的充電式智能電烙鐵[J]. 劉鵬程,趙東升,羅金鳴,劉慧潔,林盛.  工業(yè)控制計算機. 2018(04)
[4]若干種金屬活性及消防處置探析[J]. 羅勛.  化學工程與裝備. 2017(11)
[5]掘進工作面粉塵在線監(jiān)測與自動除塵系統(tǒng)研究應用[J]. 李剛,趙樹華,杜現(xiàn)海.  山東煤炭科技. 2017(06)
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[7]LoRa無線網(wǎng)絡技術分析[J]. 趙靜,蘇光添.  移動通信. 2016(21)
[8]便攜式無線傾角傳感器測量系統(tǒng)的設計[J]. 郭濤,魏明明,王超.  儀表技術與傳感器. 2016(08)
[9]傳感器在煤礦井下除塵噴霧中的應用[J]. 李劍峰.  伺服控制. 2015 (Z3)
[10]國際通信運營商在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域加緊布局[J]. 王曉玲,田洪川.  世界電信. 2015(05)

碩士論文
[1]儲糧糧蟲檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 顏永彪.安徽大學 2018
[2]糧情檢測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)獲取與分析預測方法的研究與實現(xiàn)[D]. 胡慶賀.安徽大學 2018
[3]分布式粉塵濃度網(wǎng)絡測控系統(tǒng)的研究[D]. 田兆鵬.山東建筑大學 2017
[4]基于無線Mesh網(wǎng)絡的糧情測控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 王占文.安徽大學 2017
[5]木質(zhì)粉塵爆炸特性及其典型生產(chǎn)環(huán)境風險評估應用研究[D]. 江湖一佳.華南理工大學 2016
[6]基于ARM的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置人機交互系統(tǒng)設計與研究[D]. 朱琳.大連海事大學 2014
[7]基于ARM的服務機器人人機交互界面的設計與實現(xiàn)[D]. 裴鴻剛.暨南大學 2012
[8]嵌入式Linux系統(tǒng)移植與實現(xiàn)[D]. 何云霞.電子科技大學 2009



本文編號：3728757