本文關鍵詞：基于DIGIMESH無線傳感器網(wǎng)絡的室內(nèi)空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)

  更多相關文章： 無線傳感器網(wǎng)絡 DigiMesh Waspmote 室內(nèi)空氣質量 VOC X-CTU

【摘要】：室內(nèi)空氣質量（IAQ）是近幾年來大家一直受關注的領域。一些機構進行了相關的流行病學研究，比如世界衛(wèi)生組織（WHO）公布了室內(nèi)空氣質量相應的準則和標準作為參考。室內(nèi)環(huán)境空氣質量問題不僅會造成室內(nèi)空氣污染還會引起一些疾病。頭痛、惡心、頭暈、眼睛疼痛和喉嚨發(fā)炎都是所謂的病態(tài)建筑綜合癥的常見癥狀。為了能夠提高人們的舒適度，健康和安全需要采取一些措施不斷地進行室內(nèi)空氣質量的監(jiān)測。 本文提出了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）技術的室內(nèi)空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)。無線傳感技術能夠協(xié)作地感知、采集和實時監(jiān)測各種對象或環(huán)境的信息，并傳送給用戶。該系統(tǒng)的主要功能是進行室內(nèi)環(huán)境中各種參數(shù)的采集以及發(fā)送這些數(shù)據(jù)給計算機以便進一步處理與監(jiān)控。該系統(tǒng)主要監(jiān)測的參數(shù)包括室內(nèi)的溫度、濕度、顆粒和某些氣體的濃度。這些氣體是室內(nèi)中常見的污染因素，，其中有二氧化碳、一氧化碳以及揮發(fā)性有機化合物（VOC）。該系統(tǒng)作為一種無線傳感器網(wǎng)絡，它包括多個無線傳感器節(jié)點作為參數(shù)采集部分、一個匯集節(jié)點作為數(shù)據(jù)的傳送部分以及一臺計算機作為監(jiān)控設備。 此系統(tǒng)中的傳感器節(jié)點基于Libelium公司的Waspmote平臺和Waspmote傳感器基板以及Digi公司的基于DigiMesh網(wǎng)絡協(xié)議的XBee無線收發(fā)模塊。傳感器基板和無線收發(fā)模塊都插入在Waspmote平臺的I/O接口上。傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)將經(jīng)過處理變成串行數(shù)據(jù)后，通過無線通信方式發(fā)送給匯聚節(jié)點。匯聚節(jié)點接受到的數(shù)據(jù)再通過UART接口方式發(fā)送到計算機。傳感器節(jié)點的能源采用可充電的鋰離子電池。 本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡的概念、技術進展以及無線網(wǎng)絡傳輸技術在室內(nèi)空氣質量領域中的應用與研究背景。接著，介紹了此系統(tǒng)設計的總體方案，包括功能和結構定義，分別介紹了系統(tǒng)的硬件平臺、軟件設計和無線網(wǎng)絡的建立。最后利用Digi公司無線通訊產(chǎn)品測試軟件X-CTU對DigiMesh無線收發(fā)模塊進行了實驗。通過軟件和硬件的設計和實現(xiàn)所建立的室內(nèi)空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)具有結構簡單、低功耗、低成本等特點，有一定的實用性和創(chuàng)新性。
【關鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡 DigiMesh Waspmote 室內(nèi)空氣質量 VOC X-CTU
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP274;TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• CONTENTS8-11
• LIST OF FIGURES11-13
• LIST OF TABLES13-14
• CHAPTER 1 INTRODUCTION14-18
• 1.1 Background14-15
• 1.2 Objective of the Research15-16
• 1.2.1 Indoor Air Quality Monitoring System15-16
• 1.2.2 Availability of Data16
• 1.3 Contribution of the Research16
• 1.4 Thesis Outline16-18
• CHAPTER 2 OVERVIEW OF WIRELESS SENSOR NETWORKS18-36
• 2.1 Introduction18
• 2.2 WSN Platform Architecture18-24
• 2.2.1 WSN Platform Architecture19-22
• 2.2.2 WSN Platform Characteristics22-24
• 2.3 Network Architectures for Wireless Sensor Networks24-29
• 2.3.1 IEEE 802.15.4 Standard25-27
• 2.3.2 Wireless Network Standards Based on IEEE 802.15.4 Standard27-29
• 2.4 Comparison between ZigBee and DigiMesh Networks29-32
• 2.4.1 ZigBee Mesh Network30-31
• 2.4.2 DigiMesh Network31-32
• 2.5 Research Status on Wireless Sensor Networks32-36
• 2.5.1 International Research Status on Wireless Sensor Networks33-34
• 2.5.2 Research Status on Wireless Sensor Networks in China34-36
• CHAPTER 3 INDOOR AIR QUALITY MONITORING SYSTEM STANDARDS AND REQUIREMENTS36-44
• 3.1 Introduction36-37
• 3.2 Major Factors Affecting Indoor Air Quality Monitoring37-42
• 3.2.1 Effect of Humidity and Temperature37-38
• 3.2.2 Effect of Carbon Dioxide38-39
• 3.2.3 Effect of Carbon Monoxide39
• 3.2.4 Effect of Dust39-40
• 3.2.5 Effect of Volatile Organic Compounds40
• 3.2.6 IAQ Monitoring System Standards and Requirements40-42
• 3.3 Wireless Sensor Networks in Indoor Air Quality Monitoring42-44
• CHAPTER 4 IAQ MONITORING HARDWARE SYSTEM DESIGN44-70
• 4.1 Block Diagram of IAQ Monitoring System44-45
• 4.2 IAQ Monitoring System Hardware Design45-70
• 4.2.1 Waspmote Platform46-53
• 4.2.2 XBee DigiMesh Module53-58
• 4.2.3 Energy Sources58-59
• 4.2.4 Type of Sensors59-60
• 4.2.5 Gas Sensor Board60-69
• 4.2.6 Waspmote Gateway69-70
• CHAPTER 5 IAQ MONITORING SYSTEM SOFTWARE DESIGN70-86
• 5.1 Integrated Development Environment of Waspmote70-71
• 5.2 Waspmote Board Programming71-83
• 5.2.1 Functional Requirements of Waspmote72-75
• 5.2.2 Real Time Clock Programming75-77
• 5.2.3 Design of the 802.15.4/DigiMesh Pro module77-83
• 5.3 Waspmote Gateway Configuration83-86
• CHAPTER 6 EXPERIMENTAL STUDIES AND RESULTS, SUMMARY AND FUTURE WORK86-94
• 6.1 Experimental Studies and Results86-92
• 6.1.1 List of Components86
• 6.1.2 Interfaces of the software system86-88
• 6.1.3 Experimental Setup88-89
• 6.1.4 Sensor Readings89-92
• 6.2 Conclusion92-93
• 6.3 Future Work93-94
• REFERENCES94-98
• ACKNOWLEDGEMENTS98

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 崔莉,鞠海玲,苗勇,李天璞,劉巍,趙澤;無線傳感器網(wǎng)絡研究進展[J];計算機研究與發(fā)展;2005年01期

本文編號：589262