本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的游輪公共環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

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【摘要】：當(dāng)今社會(huì),無線傳感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè),智能家居,智能交通,智慧城市等方面都發(fā)揮著極大的作用,但是無線傳感技術(shù)在游輪上的應(yīng)用研究還處于初級(jí)階段。因此,將無線傳感技術(shù)與游輪信息監(jiān)測(cè)相結(jié)合對(duì)提高游輪自動(dòng)化程度和管理水平有重要意義。本文選用長江內(nèi)河航道游輪為母型船舶,運(yùn)用ZigBee傳感技術(shù)無線采集游輪公共區(qū)域環(huán)境信息。通過分析ZigBee各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),結(jié)合游輪環(huán)境特點(diǎn),提出ZigBee和RS232結(jié)合以及ZigBee和WiFi配合的方案,考慮到全無線結(jié)構(gòu)省去了大量繁瑣的布線和檢修工作,且可以隨意更換監(jiān)測(cè)區(qū)域,所以整個(gè)系統(tǒng)采用ZigBee和WiFi相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)傳輸方式,在實(shí)驗(yàn)室條件下搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái),并通過LabVIEW軟件虛擬仿真運(yùn)行,分析監(jiān)測(cè)整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。首先,根據(jù)游輪航行環(huán)境特點(diǎn),選定可燃?xì)怏w、人體紅外、光強(qiáng)、溫度、濕度、粉塵等各種傳感器元件,根據(jù)各個(gè)傳感器特點(diǎn)合理設(shè)計(jì)外圍電路,主控芯片CC2530和各種傳感器集成為終端采集節(jié)點(diǎn),通過IAR嵌入式軟件編寫程序?qū)崿F(xiàn)采集功能。為了提高數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確性,制訂了ZigBee協(xié)調(diào)器數(shù)據(jù)協(xié)議格式,通過四次解析,可以使采集的每一串?dāng)?shù)據(jù)都被及時(shí)準(zhǔn)確的讀取。其次,系統(tǒng)采用HLK-RM04模塊實(shí)現(xiàn)ZigBee轉(zhuǎn)WiFi功能,通過正確設(shè)置網(wǎng)絡(luò)格式和IP地址,可以實(shí)現(xiàn)ZigBee和WiFi的數(shù)據(jù)互聯(lián)。ZigBee協(xié)調(diào)器接收的信息通過該模塊中繼至船舶無線局域網(wǎng)環(huán)境中,通過鍵入正確的IP地址和端口號(hào)即可通過人機(jī)交互界面實(shí)時(shí)查看游輪各監(jiān)測(cè)區(qū)域環(huán)境信息,若有異常情況發(fā)生,系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)以示提醒。最后,在上位機(jī)處,利用LabVIEW虛擬仿真軟件編寫數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序,編寫數(shù)據(jù)讀取格式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)正確讀取,通過鏈接工具和ACCESS數(shù)據(jù)庫相連,分區(qū)域模塊化實(shí)時(shí)存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)到的游輪公共環(huán)境數(shù)據(jù),以便于游輪管理檢查。最后,通過不斷調(diào)試運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了信息采集、傳輸、顯示和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能。
【關(guān)鍵詞】：游輪 無線傳感 ZigBee LabVIEW 監(jiān)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN92;U665.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 選題背景及研究意義10-11
• 1.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)11-12
• 1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀11
• 1.2.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)11-12
• 1.3 ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)12-14
• 1.3.1 ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)13-14
• 1.4 游輪發(fā)展簡介14-15
• 1.5 論文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 游輪公共區(qū)域環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)16-30
• 2.1 ZigBee技術(shù)16-23
• 2.1.1 ZigBee協(xié)議框架16-18
• 2.1.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)18-20
• 2.1.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)原語20-21
• 2.1.4 ZigBee網(wǎng)絡(luò)幀21-22
• 2.1.5 ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)工作模式22-23
• 2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)23-28
• 2.2.1 下位機(jī)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)25-27
• 2.2.2 數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)27-28
• 2.2.3 上位機(jī)監(jiān)控中心設(shè)計(jì)28
• 2.2.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)28
• 2.3 本章小結(jié)28-30
• 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)30-38
• 3.1 總體設(shè)計(jì)原則30-31
• 3.2 ZigBee通信模塊的設(shè)計(jì)31-32
• 3.2.1 CC2530芯片簡介31-32
• 3.2.2 CC2530射頻收發(fā)模塊32
• 3.3 數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)32-34
• 3.3.1 煙霧傳感器電路33
• 3.3.2 溫濕度傳感器電路33-34
• 3.3.3 光敏電阻電路34
• 3.4 其他模塊設(shè)計(jì)34-36
• 3.4.1 電源電路35
• 3.4.2 USB接口轉(zhuǎn)換電路35-36
• 3.4.3 LED指示電路36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)38-54
• 4.1 下位機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境38-39
• 4.1.1 Z-Stack協(xié)議棧39
• 4.2 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)39-43
• 4.2.1 協(xié)調(diào)器配置程序39-41
• 4.2.2 協(xié)調(diào)器數(shù)據(jù)協(xié)議格式41-43
• 4.3 路由器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)43-49
• 4.3.1 數(shù)據(jù)采集43-46
• 4.3.2 數(shù)據(jù)路由46-47
• 4.3.3 程序燒錄47-49
• 4.4 ZigBee內(nèi)網(wǎng)轉(zhuǎn)WiFi無線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)49-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第5章 LabVIEW監(jiān)測(cè)界面及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)54-65
• 5.1 LabVIEW簡介54
• 5.2 系統(tǒng)人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)54-61
• 5.2.1 LabVIEW新建VI54-56
• 5.2.2 LabVIEW程序前面板設(shè)計(jì)56-57
• 5.2.3 LabVIEW無線通信57-60
• 5.2.4 LabVIEW程序后面板設(shè)計(jì)60-61
• 5.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)61-63
• 5.3.1 鏈接工具62
• 5.3.2 LabVIEW調(diào)用Access數(shù)據(jù)庫62-63
• 5.4 本章小結(jié)63-65
• 第6章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 總結(jié)65-66
• 6.2 工作展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 在學(xué)期間科研成果情況70

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