本文關(guān)鍵詞：基于無線傳感網(wǎng)絡的樓宇火災監(jiān)測系統(tǒng)研究

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【摘要】：針對目前火災已成為城市主要災難之一的現(xiàn)狀,以及傳統(tǒng)樓宇火災監(jiān)測和預防的不足,論文簡述了無線傳感網(wǎng)絡在樓宇火災監(jiān)測應用上的優(yōu)勢和挑戰(zhàn),并在該應用背景下,對無線傳感網(wǎng)絡所面臨的主要問題進行了研究。參照傳統(tǒng)的火災監(jiān)測手段和火災監(jiān)測系統(tǒng)在國家標準中的要求,設計了基于無線傳感器網(wǎng)絡的樓宇火災監(jiān)測系統(tǒng)。主要工作內(nèi)容包括以下幾個方面:⑴論文分析了無線傳感器網(wǎng)絡應用于樓宇火災監(jiān)測的若干關(guān)鍵問題,根據(jù)火災監(jiān)測系統(tǒng)的需求,在參考相關(guān)國家標準要求的同時,設計了基于無線傳感器網(wǎng)絡的樓宇火災監(jiān)測系統(tǒng)框架。⑵為了保證下位系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)目煽啃?論文從硬件和軟件兩方面分別對節(jié)點模塊和網(wǎng)關(guān)模塊進行了設計。硬件方面:說明了各個硬件模塊的設計方法,包括硬件芯片的選型,模塊電路的設計以及硬件PCB的制作等。軟件方面:在深入分析ZStack-2007協(xié)議棧,TCP/IP協(xié)議棧,Socket通信,嵌入式系統(tǒng)的基礎上,實現(xiàn)了ZigBee節(jié)點模塊和ZigBee-WiFi網(wǎng)關(guān)模塊的基本功能。⑶論文采用C/S網(wǎng)絡架構(gòu),MySQL數(shù)據(jù)庫,多線程服務器,XML文件管理等技術(shù)手段,在Qt平臺上開發(fā)設計了數(shù)據(jù)監(jiān)控中心軟件,該軟件實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時動態(tài)曲線顯示,歷史數(shù)據(jù)的查詢,節(jié)點信息的編輯與查看,報警值的設定,局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)分享等功能。⑷論文分析了ZigBee和WiFi信道分布機理,設計了軟件抗干擾方案。對整個系統(tǒng)從下至上逐一進行測試驗證,根據(jù)這些測試結(jié)果,同時依照國家標準,制定了網(wǎng)絡節(jié)點的部署方案。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感網(wǎng)絡 火災監(jiān)測 網(wǎng)關(guān)設計 數(shù)據(jù)監(jiān)控中心 節(jié)點部署
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU998.1;TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究的背景9-11
• 1.1.1 研究的目的與意義9-10
• 1.1.2 國內(nèi)外無線傳感網(wǎng)絡的研究應用現(xiàn)狀10-11
• 1.2 無線傳感網(wǎng)絡應用于樓宇火災監(jiān)測的關(guān)鍵問題11-13
• 1.2.1 無線傳感網(wǎng)絡火災監(jiān)測節(jié)點研究11-12
• 1.2.2 無線傳感網(wǎng)絡的節(jié)點部署策略研究12
• 1.2.3 數(shù)據(jù)監(jiān)控中心的研究12-13
• 1.3 本論文組織結(jié)構(gòu)13-15
• 2 無線傳感網(wǎng)絡火災監(jiān)測系統(tǒng)分析與設計15-23
• 2.1 系統(tǒng)功能需求分析15-16
• 2.2 火災監(jiān)測標準及參數(shù)16-17
• 2.3 無線傳感網(wǎng)絡高層火災監(jiān)測系統(tǒng)框架設計17-18
• 2.4 無線傳感網(wǎng)絡火災監(jiān)測節(jié)點總體設計18-19
• 2.5 ZigBee-WiFi網(wǎng)關(guān)的總體設計19
• 2.6 無線傳感網(wǎng)絡火災監(jiān)測節(jié)點部署分類19-21
• 2.7 無線傳感網(wǎng)絡火災監(jiān)測數(shù)據(jù)監(jiān)控中心總體設計21
• 2.8 本章小結(jié)21-23
• 3 火災監(jiān)測系統(tǒng)節(jié)點與網(wǎng)關(guān)設計23-53
• 3.1 火災監(jiān)測節(jié)點硬件設計23-31
• 3.1.1 硬件選型23-27
• 3.1.2 ZigBee模塊設計27-28
• 3.1.3 傳感器模塊設計28-31
• 3.2 火災監(jiān)測網(wǎng)關(guān)硬件設計31-33
• 3.2.1 硬件選型31-33
• 3.2.2 網(wǎng)關(guān)模塊設計33
• 3.3 節(jié)點與網(wǎng)關(guān)的硬件PCB設計33-37
• 3.4 節(jié)點與網(wǎng)關(guān)的軟件設計37-51
• 3.4.1 ZStack-2007 協(xié)議棧37-40
• 3.4.2 ZigBee+PA模塊協(xié)議棧配置40-42
• 3.4.3 協(xié)調(diào)器節(jié)點軟件設計42-43
• 3.4.4 路由和終端節(jié)點軟件設計43-46
• 3.4.5 傳感器模塊軟件設計46-47
• 3.4.6 網(wǎng)關(guān)模塊軟件設計47-51
• 3.5 本章小結(jié)51-53
• 4 數(shù)據(jù)監(jiān)控中心的設計53-69
• 4.1 開發(fā)軟件的選擇53-54
• 4.2 數(shù)據(jù)監(jiān)控中心網(wǎng)絡架構(gòu)的設計54-56
• 4.2.1 C/S網(wǎng)絡總體設計54-55
• 4.2.2 多線程服務器的設計55-56
• 4.3 SQLite數(shù)據(jù)庫的建立56-58
• 4.4 XML文件的建立58-60
• 4.5 數(shù)據(jù)監(jiān)控中心界面設計60-67
• 4.5.1 用戶登錄界面的設計61-62
• 4.5.2 通信方式界面設計62-64
• 4.5.3 參考值設定界面設計64
• 4.5.4 節(jié)點信息界面設計64-65
• 4.5.5 主窗口界面設計65-66
• 4.5.6 歷史數(shù)據(jù)庫界面設計66-67
• 4.6 本章小結(jié)67-69
• 5 無線傳感網(wǎng)絡火災監(jiān)測抗干擾設計與系統(tǒng)測試69-85
• 5.1 ZigBee和WiFi共存設計69-72
• 5.1.1 Zigbee和Wi-Fi的信道分布69-70
• 5.1.2 Zigbee和Wi-Fi的抗干擾方案70-72
• 5.2 傳感器模塊測試72-73
• 5.3 ZigBee節(jié)點通信測試73-76
• 5.4 ZigBee-WiFi網(wǎng)關(guān)通訊測試76
• 5.5 系統(tǒng)整體測試76-83
• 5.6 本章小結(jié)83-85
• 6 無線傳感網(wǎng)絡火災監(jiān)測節(jié)點部署設計85-91
• 6.1 節(jié)點部署在國家標準規(guī)范的說明85
• 6.2 火災監(jiān)測節(jié)點路由算法85-87
• 6.2.1 AODV路由協(xié)議85-86
• 6.2.2 Cluster-Tree路由算法86-87
• 6.3 火災監(jiān)測節(jié)點網(wǎng)絡設計87-89
• 6.4 本章小結(jié)89-91
• 7 總結(jié)91-93
• 7.1 全文主要工作總結(jié)91-92
• 7.2 研究不足及展望92-93
• 參考文獻93-97
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術(shù)論文及成果97-99
• 致謝99

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本文編號：698953