隨著網絡通信技術與智能移動終端技術日新月異的發(fā)展,遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實時性和便捷性得到了巨大提高。而隨著當今時代工業(yè)生產規(guī)模的不斷擴大,易燃有害氣體也在不斷衍生,所以構建工業(yè)化氣體濃度監(jiān)測的遠程監(jiān)控系統(tǒng)越來越重要,工業(yè)化氣體濃度遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計包括氣體檢測終端與遠程監(jiān)控技術兩個方面。目前市面上的氣體檢測終端廣泛存在檢測氣體單一、穩(wěn)定性差、精度不高等問題,并且大多采用便攜式,需要去現場采集,效率不高且實時性監(jiān)控不夠。在無線通信監(jiān)控系統(tǒng)應用方面,傳統(tǒng)上大多采用ZigBee、WIFI、3G/4G等技術進行通信,而這些技術具有不適用于長距離通信、抗干擾能力弱、成本高等相應缺點,并不適用于監(jiān)控工業(yè)現場。因此,如何擴大通信距離、增強抗干擾的能力、使組網更加便捷、提高終端檢測儀的穩(wěn)定性與實時性等,成了工業(yè)化遠程監(jiān)控系統(tǒng)中迫切需要研究的問題。本論文將基于擴頻原理的長距離(Long Range,LoRa)無線傳輸技術運用到工業(yè)化遠程監(jiān)控系統(tǒng)中,并考慮在實際應用中,工業(yè)易燃有害氣體的多樣性以及環(huán)境的特殊性會對采集信號造成一定的干擾,設計了一種基于Android和LoRa的工業(yè)化氣體濃度遠程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)整...

【文章頁數】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 氣體檢測儀國內外研究現狀
        1.2.2 LoRa網絡國內外部署發(fā)展狀況
    1.3 論文主要內容和章節(jié)安排
        1.3.1 主要內容
        1.3.2 章節(jié)安排
第二章 總體方案的設定及關鍵技術研究
    2.1 總體方案設定
    2.2 LoRa技術
        2.2.1 LoRa通信技術介紹
        2.2.2 LoRaWAN協(xié)議
        2.2.3 擴頻通信原理
        2.2.4 LoRa數據格式和數據包結構分析
        2.2.5 空中傳輸時間計算
        2.2.6 LoRa無線頻段選擇
    2.3 GPRS技術
        2.3.1 GPRS簡介
        2.3.2 GPRS網絡體系
    2.4 Android應用程序開發(fā)
        2.4.1 Android系統(tǒng)簡介
        2.4.2 Android軟件架構
        2.4.3 Android開發(fā)環(huán)境搭建過程
        2.4.4 Android開發(fā)四大組件
第三章 氣體濃度遠程監(jiān)控系統(tǒng)硬件設計與實現
    3.1 匯聚節(jié)點硬件設計
        3.1.1 STM32F103核心電路設計
        3.1.2 匯聚節(jié)點電源管理電路設計
        3.1.3 I/O接口電路設計
        3.1.4 SWD調試接口電路設計
        3.1.5 LCD顯示電路設計
        3.1.6 匯聚節(jié)點硬件實物實現圖
    3.2 采集節(jié)點硬件設計
        3.2.1 STC15W408AS核心電路設計
        3.2.2 采集節(jié)點電源管理電路設計
        3.2.3 采集節(jié)點硬件實物實現圖
    3.3 SX1278射頻模塊硬件設計
        3.3.1 簡述
        3.3.2 SX1278特性
        3.3.3 SX1278實物實現圖
    3.4 GPRS模塊硬件設計
        3.4.1 SIM900A模塊外圍電路設計
        3.4.2 開關機和復位電路設計
        3.4.3 SIM卡外圍電路設計
        3.4.4 GPRS模塊實物實現圖
    3.5 終端設備硬件設計
        3.5.1 工作原理和終端硬件結構設計
        3.5.2 LED指示燈電路設計
        3.5.3 電池充電電路設計
        3.5.4 ADC采樣電路設計
        3.5.5 I2C總線通信電路設計
        3.5.6 報警電路設計
        3.5.7 電源管理電路設計
        3.5.8 終端設備實物實現圖
第四章 系統(tǒng)軟件設計及數字濾波算法程序設計
    4.1 系統(tǒng)數據通信協(xié)議
        4.1.1 通信組網過程
        4.1.2 應用層通信數據格式
        4.1.3 寫入終端數據及響應指令幀格式
    4.2 采集節(jié)點軟件設計
    4.3 匯聚節(jié)點軟件設計
    4.4 SX1278軟件設計
        4.4.1 SX1278初始化
        4.4.2 SX1278數據發(fā)送與接收
    4.5 終端多氣體檢測儀軟件設計
        4.5.1 系統(tǒng)初始化程序
        4.5.2 數據通訊與采集程序
        4.5.3 按鍵中斷程序處理
    4.6 數字濾波算法程序設計
        4.6.1 中位值濾波算法
        4.6.2 算術平均值濾波算法
        4.6.3 改進后的濾波算法
    4.7 監(jiān)控端軟件設計
        4.7.1 手機監(jiān)控端軟件設計
        4.7.2 PC監(jiān)控端軟件設計
第五章 系統(tǒng)測試與試驗結果
    5.1 遠距離通信測試分析
    5.2 氣體檢測儀設備測試分析
    5.3 系統(tǒng)監(jiān)控端試驗結果
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
附錄
致謝
攻讀碩士學位期間完成的科研成果



本文編號：3838168