發(fā)布時(shí)間：2017-05-09 10:03

  本文關(guān)鍵詞：基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的粉塵濃度檢測(cè)系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：粉塵對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)生活有著至關(guān)重要的影響,與粉塵有關(guān)的工作例如煤礦,鋁粉廠,面粉廠等常常是在受限空間內(nèi)進(jìn)行,這類(lèi)工作環(huán)境,特別是在粉塵濃度超標(biāo)的情況下,嚴(yán)重威脅著作業(yè)人員的身體健康；另一方面,粉塵濃度的控制對(duì)工業(yè)生產(chǎn)也影響巨大。粉塵造成危害的重要原因多半是其濃度分布不均或超標(biāo)造成的,因而采取措施準(zhǔn)確測(cè)量粉塵濃度具有及其重要的意義。粉塵與空氣屬于氣-固兩相流范疇,對(duì)粉塵濃度在線準(zhǔn)確的測(cè)量,需要更加穩(wěn)定可靠的方法,這對(duì)粉塵濃度的測(cè)量系統(tǒng)提出了新的要求。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,提出了采用電容傳感器測(cè)粉塵濃度的的原理,并結(jié)合無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)了一套基于無(wú)線傳輸模塊CC2530 ZigBee協(xié)議的用于檢測(cè)粉塵濃度的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)方案,文中分析了有限元法在靜電場(chǎng)模擬方面的優(yōu)勢(shì),使用ANSYS軟件對(duì)螺旋式電容傳感器進(jìn)行建模,并進(jìn)行三維優(yōu)化設(shè)計(jì),仿真結(jié)果表明優(yōu)化后的傳感器能克服電容對(duì)流型分布敏感的問(wèn)題；并結(jié)合無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸形式,搭建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)粉塵濃度測(cè)量平臺(tái),該網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與若干個(gè)傳感器終端節(jié)點(diǎn)一起,構(gòu)成一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò),為了準(zhǔn)確達(dá)到對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行粉塵濃度檢測(cè)的目的,研究了基于最小二乘法的多傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)擬合算法。最后對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了曲面擬合,以直觀的圖形反映出待測(cè)粉塵區(qū)域的粉塵濃度分布情況,以及各個(gè)采集點(diǎn)的粉塵濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到了分布區(qū)域的粉塵濃度變化規(guī)律,證明了該套方案的可行型,并在實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、以及檢測(cè)規(guī)模上具有極高的優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：粉塵濃度 電容法 Zigbee 濃度分布
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP274;TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 選題的背景和意義8-9
• 1.2 粉塵濃度檢測(cè)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 根據(jù)測(cè)量原理劃分10-12
• 1.2.2 根據(jù)通信方式劃分12-13
• 1.2.3 根據(jù)功能劃分13-14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 2 檢測(cè)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)16-29
• 2.1 被測(cè)對(duì)象特性分析16-19
• 2.1.1 粉塵受力特性分析16-17
• 2.1.2 粉塵運(yùn)動(dòng)特性分析17-19
• 2.2 粉塵濃度測(cè)量方法研究19-23
• 2.2.1 常用粉塵濃度測(cè)量方法簡(jiǎn)介19-20
• 2.2.2 電容法測(cè)量粉塵濃度原理以及可行性分析20-23
• 2.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)粉塵濃度檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建方案23-28
• 2.3.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介23-24
• 2.3.2 粉塵濃度檢測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24-25
• 2.3.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方案框圖25-26
• 2.3.4 電容傳感器設(shè)計(jì)方案26-27
• 2.3.5 多節(jié)點(diǎn)粉塵濃度處理算法27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 3 電容傳感器模型建立及其有限元優(yōu)化分析29-48
• 3.1 電容傳感器存在問(wèn)題分析及其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則29-30
• 3.2 電容法測(cè)粉塵濃度優(yōu)化模型建立30-33
• 3.2.1 常見(jiàn)電容傳感器模型30-32
• 3.2.2 螺旋極板電容傳感器模型32
• 3.2.3 螺旋極板電容傳感器數(shù)學(xué)模型及其優(yōu)化參數(shù)32-33
• 3.3 電容傳感器有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)33-40
• 3.3.1 靜電場(chǎng)有限單元法分析34-36
• 3.3.2 電容傳感器檢測(cè)場(chǎng)有限單元法分析36-38
• 3.3.3 螺旋極板電容傳感器三維優(yōu)化設(shè)計(jì)38-40
• 3.4 電容傳感器測(cè)量電路硬件設(shè)計(jì)40-47
• 3.4.1 調(diào)理電路設(shè)計(jì)要求41
• 3.4.2 常用測(cè)量電路41-44
• 3.4.3 四相差分電容測(cè)量電路44-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 4 多節(jié)點(diǎn)粉塵濃度處理算法研究48-52
• 4.1 數(shù)據(jù)處理算法研究意義48
• 4.2 最小二乘法48
• 4.3 粉塵濃度擬合算法48-51
• 4.3.1 單傳感器節(jié)點(diǎn)時(shí)域擬合算法49-50
• 4.3.2 多傳感器節(jié)點(diǎn)曲面擬合算法50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 5 粉塵濃度分布規(guī)律研究與實(shí)驗(yàn)分析52-62
• 5.1 粉塵濃度分布規(guī)律研究52-54
• 5.1.1 氣相粉塵湍流流動(dòng)模型52
• 5.1.2 離散相粉塵顆粒模型52-53
• 5.1.3 粉塵在水平方向上的運(yùn)動(dòng)53-54
• 5.2 粉塵濃度測(cè)試實(shí)驗(yàn)54-60
• 5.2.1 布陣測(cè)試56-59
• 5.2.2 不同節(jié)點(diǎn)數(shù)目測(cè)試59-60
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 6 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 全文工作總結(jié)62-63
• 6.2 不足與展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文67-68
• 致謝68-70

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 周邦全;;煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程和趨勢(shì)[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2007年S1期

2 王自亮;;粉塵濃度傳感器的研制和應(yīng)用[J];工業(yè)安全與環(huán)保;2006年04期

3 何振江,楊冠玲,吳開(kāi)華,黃佐華,韓鵬,余勇昌;激光煙氣粉塵排放量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的濃度測(cè)量問(wèn)題研究[J];華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年02期

4 趙立永;張全柱;黃成玉;;基于CAN總線的新型煤礦粉塵濃度檢測(cè)系統(tǒng)的研究[J];中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù);2012年03期

5 李繼林;;煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];煤炭技術(shù);2008年11期

6 聶百勝;李祥春;楊濤;胡維喜;郭建華;;工作面采煤期間PM2.5粉塵的分布規(guī)律[J];煤炭學(xué)報(bào);2013年01期

7 徐靜,吳元祥;未來(lái)無(wú)線通信新領(lǐng)域——傳感器網(wǎng)絡(luò)[J];中興通訊技術(shù);2004年05期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 李少帥;氣/固兩相流離散相濃度電容傳感器的研究與設(shè)計(jì)[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：352264