本文關(guān)鍵詞：基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的氣體濃度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的氣體濃度監(jiān)測系統(tǒng)集成了傳感器測試技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)傳輸與處理技術(shù)和無線通信技術(shù)于一體,具有低功耗、低成本、大規(guī)模、集成性、靈活的自組網(wǎng)和部署方式等特點(diǎn),適于復(fù)雜環(huán)境下長時(shí)間、無人值守、多點(diǎn)監(jiān)測、多級(jí)警的需求。本文根據(jù)課題的需求,主要針對(duì)烷類氣體研究并設(shè)計(jì)了一套監(jiān)測可靠性高,自動(dòng)化程度高,操作簡單,適用范圍廣的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)。在滿足課題需求的前提下,系統(tǒng)可移植化程度高,具有良好的通用性,系統(tǒng)能夠在任何時(shí)間、任何惡劣的環(huán)境條件下獲得大量準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)監(jiān)測信息,適應(yīng)于多種社會(huì)領(lǐng)域,具備廣闊的應(yīng)用前景。通過分析比較目前常用的無線通信技術(shù),選用ZigBee作為系統(tǒng)的無線通信技術(shù),將ZigBee技術(shù)應(yīng)用到氣體濃度監(jiān)測系統(tǒng),利用ZigBee協(xié)議棧進(jìn)行自組織網(wǎng)絡(luò),搭建以拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀網(wǎng)的無線傳感網(wǎng)絡(luò),有效的解決了系統(tǒng)的低功耗、多點(diǎn)監(jiān)測和數(shù)據(jù)融合處理等問題。根據(jù)系統(tǒng)需求,硬件設(shè)計(jì)方面,選擇線性度、精度及穩(wěn)定性較好的氣體傳感器MQ-5作為測量元件,通過調(diào)理電路對(duì)非線性引起的誤差進(jìn)行補(bǔ)償,增加其測量精度。在主控板模塊及數(shù)據(jù)采集模塊硬件選擇時(shí),遵循低成本、普遍性、高性能、低功耗原則。在各芯片連接電路設(shè)計(jì)時(shí),遵循準(zhǔn)確性、簡化性、兼容性原則。軟件設(shè)計(jì)方面,采用功能模塊化,遵循可靠性、可擴(kuò)展性、標(biāo)準(zhǔn)化及簡單性原則。上位機(jī)設(shè)計(jì)方面,采用VB6.0編寫用戶監(jiān)控界面,方便用戶操作,實(shí)現(xiàn)了串口通信、數(shù)據(jù)信息的處理與顯示、動(dòng)態(tài)曲線圖顯示、數(shù)據(jù)庫信息處理等功能。最后通過實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)可靠性好、監(jiān)測精度較高、功耗低,實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)監(jiān)測,基本達(dá)到了本課題的設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：烷類氣體濃度 無線傳感網(wǎng)絡(luò) ZigBee 多點(diǎn)監(jiān)測
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5;TP274
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r10-11
• 1.3 主要工作和章節(jié)安排11-13
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建13-25
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的選擇13-15
• 2.2 ZigBee技術(shù)應(yīng)用在目標(biāo)氣體監(jiān)測的優(yōu)點(diǎn)15-16
• 2.3 ZigBee節(jié)點(diǎn)類型16
• 2.4 Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇16-19
• 2.4.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的類型16-18
• 2.4.2 Zigbee網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)18-19
• 2.5 ZigBee網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的構(gòu)建19-25
• 2.5.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分配機(jī)制19-20
• 2.5.2 節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址計(jì)算20-21
• 2.5.3 網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證21-25
• 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)25-35
• 3.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)25-26
• 3.2 監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)26-32
• 3.2.1 節(jié)點(diǎn)的主控板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-27
• 3.2.2 數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)27-30
• 3.2.3 聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì)30-31
• 3.2.4 時(shí)鐘芯片DS1302的外圍電路31-32
• 3.3 主控板的電路設(shè)計(jì)32-35
• 3.3.1 主控板電源電路與外部晶振電路32-33
• 3.3.2 RS232通信電路設(shè)計(jì)33-34
• 3.3.3 天線及巴倫匹配電路設(shè)計(jì)34-35
• 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)35-44
• 4.1 Zigbee協(xié)議架構(gòu)35-38
• 4.1.1 物理層36-37
• 4.1.2 MAC層37
• 4.1.3 網(wǎng)絡(luò)層37-38
• 4.1.4 應(yīng)用層38
• 4.2 Sink節(jié)點(diǎn)程序38-42
• 4.2.1 Sink節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)39-41
• 4.2.2 消息處理函數(shù)41-42
• 4.3 監(jiān)測節(jié)點(diǎn)程序42-44
• 第五章 PC機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)44-51
• 5.1 串口通信44-46
• 5.1.1 手動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)程序的實(shí)現(xiàn)45
• 5.1.2 自動(dòng)接收數(shù)據(jù)程序的實(shí)現(xiàn)45-46
• 5.2 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用編程46-51
• 5.2.1 數(shù)據(jù)庫文件的生成46
• 5.2.2 VB6.0 與數(shù)據(jù)庫文件的鏈接過程46-50
• 5.2.3 數(shù)據(jù)信息的錄入50-51
• 第六章 系統(tǒng)的運(yùn)行測試51-56
• 6.1 系統(tǒng)的測試過程51-53
• 6.1.1 物理地址的修改51-52
• 6.1.2 節(jié)點(diǎn)程序的下載52-53
• 6.1.3 PC機(jī)監(jiān)控軟件的參數(shù)設(shè)置53
• 6.2 系統(tǒng)的測試結(jié)果分析53-56
• 6.2.1 軟件的界面介紹54-55
• 6.2.2 監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析55-56
• 結(jié)論與展望56-57
• 結(jié)論56
• 展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果60-61
• 致謝61

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的氣體濃度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：345820