本文關(guān)鍵詞：可燃氣泄漏監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：化學工業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的命脈。有毒有害化學品在化學工業(yè)中的應用規(guī)模正在逐步擴大。出于對安全生產(chǎn)意識的關(guān)注以及各種信息技術(shù)的不斷進步，針對有毒有害化工原料的監(jiān)測也實現(xiàn)了信息化和網(wǎng)絡化�？扇細夂芏嗑哂斜ㄐ院投拘裕男孤⿲{到人身安全，造成重大的財產(chǎn)損失。本文結(jié)合國家相關(guān)行業(yè)要求及實際生產(chǎn)需要，在分析了可燃氣檢測技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡發(fā)展的基礎上，設計了可燃氣泄漏監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)。 本文以ZigBee自組織網(wǎng)絡為無線通信核心架構(gòu)，完成了星型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)設計；設計了簡單實用的通信協(xié)議，并采用同步休眠機制對其進行優(yōu)化；利用增強型ZigBee模塊設計了中心節(jié)點，作為監(jiān)測終端和上位機界面數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹薪椋辉赩B6.0平臺下開發(fā)了溝通友好的人機交互界面，實現(xiàn)監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測、可燃氣濃度越線報警、動態(tài)曲線繪制、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。 硬件設計中，采用MSP430F149單片機作為核心處理器，設計了傳感器監(jiān)測終端和中心節(jié)點。監(jiān)測終端的監(jiān)測探頭采用催化燃燒式可燃氣傳感器，并設計了相關(guān)的變送電路，終端同時具有顯示和報警功能。終端的底層驅(qū)動程序在IAR平臺上編寫，嵌入了濃度擬合算法，提高了監(jiān)測終端數(shù)據(jù)監(jiān)測的準確性。 樣機設計完成后，對其進行標定測試，，并對零點漂移、系統(tǒng)誤差、響應時間、通信距離、丟包率等參數(shù)指標開展環(huán)境試驗，最后對整個系統(tǒng)進行通信組網(wǎng)功能測試。 經(jīng)實際測試可知，該系統(tǒng)組網(wǎng)能力強，運行穩(wěn)定可靠，能夠滿足可燃氣泄漏監(jiān)測的國家相關(guān)行業(yè)指標。優(yōu)化的通信協(xié)議降低了系統(tǒng)功耗，模塊化的設計增強了系統(tǒng)的靈活性與可擴展性。本文中搭建的氣體泄露監(jiān)測系統(tǒng)滿足設計要求，具有良好的科研價值及市場應用前景。
【關(guān)鍵詞】：可燃氣泄漏監(jiān)測 無線傳感器網(wǎng)絡 通信協(xié)議優(yōu)化 星型拓撲
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題研究的背景及意義11-13
• 1.2 相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 可燃氣的檢測技術(shù)13-15
• 1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)15-17
• 1.3 課題來源及主要內(nèi)容17-18
• 1.3.1 課題來源17
• 1.3.2 本文研究的主要內(nèi)容17-18
• 第2章 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)18-24
• 2.1 系統(tǒng)的設計要求18-19
• 2.2 系統(tǒng)總體設計方案19-20
• 2.2.1 系統(tǒng)總體布局結(jié)構(gòu)19-20
• 2.2.2 無線通信方案20
• 2.3 系統(tǒng)主要器件選型20-23
• 2.3.1 微處理器選型20-21
• 2.3.2 可燃氣傳感器選型21-22
• 2.3.3 溫濕度傳感器選型22
• 2.3.4 無線通信模塊選型22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 系統(tǒng)的硬件設計24-35
• 3.1 監(jiān)測終端的硬件設計方案24-25
• 3.2 傳感器模塊設計25-27
• 3.2.1 催化燃燒式傳感器變送電路的設計25-26
• 3.2.2 溫濕度模塊接口電路26-27
• 3.3 顯示報警模塊的設計27-29
• 3.3.1 液晶顯示接口電路27-28
• 3.3.2 按鍵接口電路及聲光報警電路28-29
• 3.4 系統(tǒng)電源及無線通信接口設計29-32
• 3.4.1 供電電路29-30
• 3.4.2 充電電路30-31
• 3.4.3 電量檢測電路31-32
• 3.4.4 無線通信模塊接口電路32
• 3.5 中心節(jié)點的硬件設計32-34
• 3.5.1 中心節(jié)點硬件設計方案32-33
• 3.5.2 串行通信接口電路設計33-34
• 3.6 本章小結(jié)34-35
• 第4章 系統(tǒng)的軟件設計35-43
• 4.1 系統(tǒng)軟件整體結(jié)構(gòu)概述35
• 4.2 無線通信協(xié)議軟件設計35-37
• 4.2.1 數(shù)據(jù)幀格式35-36
• 4.2.2 無線通信協(xié)議的優(yōu)化36-37
• 4.3 監(jiān)測終端軟件設計37-40
• 4.3.1 監(jiān)測終端的總體軟件設計37-38
• 4.3.2 可燃氣濃度采集子程序設計38-39
• 4.3.3 聲光報警子程序設計39
• 4.3.4 USART 通信子程序設計39-40
• 4.4 監(jiān)控中心界面設計40-42
• 4.5 本章小結(jié)42-43
• 第5章 系統(tǒng)的功能測試與分析43-56
• 5.1 系統(tǒng)測試環(huán)境43-44
• 5.2 系統(tǒng)標定44-46
• 5.3 系統(tǒng)性能測試及分析46-49
• 5.3.1 系統(tǒng)的零點漂移46
• 5.3.2 系統(tǒng)的示值誤差46-48
• 5.3.3 系統(tǒng)的響應時間48
• 5.3.4 系統(tǒng)的分辨率48-49
• 5.4 系統(tǒng)功耗分析49-50
• 5.5 系統(tǒng)通信組網(wǎng)測試50-55
• 5.5.1 通信組網(wǎng)功能測試51-54
• 5.5.2 通信距離測試54
• 5.5.3 通信丟包率測試54-55
• 5.6 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻57-60
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文60-61
• 致謝61

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：可燃氣泄漏監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：404679