發(fā)布時間：2017-08-29 14:14

  本文關(guān)鍵詞：基于微熱板式氣體傳感器的無線采集系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,大規(guī)模傳感器部屬已成為趨勢。其中,氣體傳感器節(jié)點應(yīng)具有功耗低、穩(wěn)定性好以及網(wǎng)絡(luò)化等特點。本文針對微熱板式氣體傳感器低功耗和快速熱響應(yīng)的特點結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求,研制了微熱板氣體傳感器的網(wǎng)絡(luò)化控溫與采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)由無線氣體傳感器節(jié)點、運算服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)站服務(wù)器及移動訪問終端組成,具有遠程數(shù)據(jù)采集、傳感器溫度控制、數(shù)據(jù)處理、跨平臺數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)可視化功能。在系統(tǒng)中使用CC3200集成Wi-Fi芯片設(shè)計了兩種加熱方式不同的傳感器節(jié)點,一種為直流加熱節(jié)點,另一種為脈沖加熱節(jié)點。為了增強不同環(huán)境下氣體傳感器的適應(yīng)能力,增加了節(jié)點遠程溫度控制功能,并且使用德州儀器的Code Composer Studio完成了兩種節(jié)點的嵌入式軟件開發(fā),實現(xiàn)了傳感器的自動入網(wǎng)、自動采集及溫度控制功能。在算法服務(wù)器上基于MATLAB環(huán)境開發(fā)了傳感器網(wǎng)絡(luò)實時采集及控制程序,能夠?qū)鞲衅鞴?jié)點數(shù)據(jù)進行實時采集及分析。使用MySQL建立了歷史數(shù)據(jù)庫；使用HTML5、CSS、 JavaScript完成了跨平臺訪問的Web端頁面,能夠通過不同的訪問終端對傳感器進行數(shù)據(jù)訪問及控制；使用PHP設(shè)計了前端頁面與MySQL數(shù)據(jù)庫交互程序,實現(xiàn)了不同終端的歷史數(shù)據(jù)下載功能；使用Unity3d進行了虛擬現(xiàn)實增強氣體傳感器數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的開發(fā),為增強氣體傳感器數(shù)據(jù)的可讀性做了一定的嘗試。對本系統(tǒng)的控溫能力及各項功能進行了測試,測試結(jié)果表明,兩種控溫節(jié)點相比于不控溫情況(恒電壓加熱)均表現(xiàn)出了更好的穩(wěn)定性。系統(tǒng)能夠通過運算服務(wù)器或前端Web頁面對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點狀態(tài)、工作溫度進行動態(tài)管理,并且將采集的數(shù)據(jù)分析后插入數(shù)據(jù)庫中。通過虛擬現(xiàn)實增強的傳感器數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng),實現(xiàn)了直接通過標(biāo)示圖標(biāo)讀取傳感器節(jié)點相關(guān)數(shù)據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：微熱板式氣體傳感器 無線氣體監(jiān)測系統(tǒng) 傳感器溫度控制 傳感器數(shù)據(jù)可視化 虛擬現(xiàn)實增強
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP274.2;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 本課題研究的背景和意義8
• 1.2 氣體監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展8-11
• 1.2.1 氣體監(jiān)測技術(shù)發(fā)展9-11
• 1.2.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)11
• 1.3 前期研究工作11-13
• 1.4 本課題研究內(nèi)容13-15
• 2 傳感器節(jié)點硬件系統(tǒng)設(shè)計15-28
• 2.1 傳感器節(jié)點功能架構(gòu)15-16
• 2.2 Dut2015微熱板氣體傳感器陣列介紹16-18
• 2.3 直流加熱模塊設(shè)計18-20
• 2.4 脈沖加熱模塊設(shè)計20-24
• 2.4.1 Dut13脈沖加熱芯片21-22
• 2.4.2 高速采樣模塊設(shè)計22
• 2.4.3 溫度參考模塊設(shè)計22-23
• 2.4.4 氣敏信號采樣模塊設(shè)計23-24
• 2.5 通用模塊設(shè)計24-27
• 2.5.1 數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計24-25
• 2.5.2 電源模塊設(shè)計25-27
• 2.5.3 PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計27
• 2.6 節(jié)點外觀設(shè)計27-28
• 3 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點軟件設(shè)計28-39
• 3.1 Simplelink-WiFi介紹28-29
• 3.2 無線傳感器節(jié)點軟件設(shè)計29-39
• 3.2.1 初始化及驅(qū)動模式選擇模塊設(shè)計30-32
• 3.2.2 通訊模塊軟件設(shè)計32-35
• 3.2.3 直流加熱驅(qū)動模塊軟件設(shè)計35-36
• 3.2.4 脈沖加熱驅(qū)動模塊軟件設(shè)計36-38
• 3.2.5 數(shù)據(jù)處理模塊軟件設(shè)計38-39
• 4 上位機軟件設(shè)計39-54
• 4.1 MATLAB環(huán)境軟件設(shè)計40-44
• 4.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計44-45
• 4.3 PHP服務(wù)器端設(shè)計45-46
• 4.4 HTML5頁面設(shè)計46-49
• 4.5 虛擬現(xiàn)實增強數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)設(shè)計49-54
• 4.5.1 Compute Shader技術(shù)49-50
• 4.5.2 Unity3d技術(shù)50
• 4.5.3 虛擬現(xiàn)實增強軟件設(shè)計50-54
• 5 系統(tǒng)測試與分析54-62
• 5.1 直流控溫節(jié)點與脈沖加熱節(jié)點測試54-58
• 5.2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測試58-60
• 5.3 氣體測試60-61
• 5.4 虛擬現(xiàn)實增強可視化測試61-62
• 結(jié)論62-64
• 參考文獻64-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況67-68
• 致謝68-69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

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本文編號：753713