本文關鍵詞：環(huán)境實時監(jiān)測及控制系統(tǒng)

  更多相關文章： MSP430F149 傳感器 監(jiān)控系統(tǒng) 無線通訊

【摘要】：在全球經濟飛速發(fā)展的今天,隨著生活水平的不斷提高,人們對于智能家居的觀念在不斷地變化,對居住環(huán)境的質量和安全的要求也越來越高。針對室內空氣不流通、封閉環(huán)境污染物較多、存在室內安全隱患等問題,本文提出了一種可實現(xiàn)多種參數(shù)監(jiān)測和控制的環(huán)境實時監(jiān)測及控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)作為智能建筑的一部分,以單片機技術和無線通訊技術為核心,并結合檢測技術、傳感器技術和系統(tǒng)集成技術,實現(xiàn)了對室內濕度、溫度、一氧化碳濃度、空氣質量、火災險情及室內安防實時監(jiān)測和報警。整個系統(tǒng)由三個部分組成,分別為環(huán)境監(jiān)測單元、控制執(zhí)行單元及數(shù)據(jù)中心。環(huán)境監(jiān)測單元的功能是監(jiān)測影響室內環(huán)境的各種因素�？刂茍�(zhí)行單元的功能是對超出限定值的情況進行報警,當有害氣體濃度高于限定值時進行通風換氣以達到改善空氣質量的目的。數(shù)據(jù)中心的功能是將所有通過無線傳輸采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機進行顯示并通過上位機軟件對模塊工作的時間和風機的工作狀態(tài)進行人工的控制。本文采用模塊化設計的思路,大大縮短了系統(tǒng)硬件和軟件的開發(fā)時間,易于調試、安裝。環(huán)境監(jiān)測單元、控制執(zhí)行單元及數(shù)據(jù)中心都包含統(tǒng)一的通用模塊。其中,通用模塊由供電電源、無線通信部分和控制CPU板卡組成。無線通信部分采用的NRF24L01+芯片并且自行設計了一套非標準的無線通信協(xié)議�？刂艭PU采用的是德州儀器出品的單片機MSP430F149。本文最后搭建了整個系統(tǒng)的試驗平臺,并給出了相應的測試和驗證結果。本系統(tǒng)為室內的環(huán)境實時監(jiān)測及控制提供了一種可行的方案,具有一定的理論價值和實際意義。
【關鍵詞】：MSP430F149 傳感器 監(jiān)控系統(tǒng) 無線通訊
【學位授予單位】：天津科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU855;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題背景及研究目的和意義9-10
• 1.1.1 課題背景9-10
• 1.1.2 課題研究的目的和意義10
• 1.2 課題研究領域在國內外的研究動態(tài)10-11
• 1.2.1 國外研究動態(tài)10-11
• 1.2.2 國內研究動態(tài)11
• 1.3 室內環(huán)境監(jiān)控技術的發(fā)展趨勢11
• 1.4 本文研究的主要內容與論文結構11-13
• 1.4.1 研究的主要內容11-12
• 1.4.2 論文結構12-13
• 1.5 本章小結13-14
• 2 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)總體設計方案14-22
• 2.1 總體設計方案14-15
• 2.2 通用模塊選型15-18
• 2.2.1 控制芯片的選型15-17
• 2.2.2 電源芯片選型17
• 2.2.3 無線通信芯片選型17-18
• 2.3 傳感器功能模塊的選型18-21
• 2.3.1 溫濕度傳感器的選型18-19
• 2.3.2 火焰?zhèn)鞲衅鞯倪x型19
• 2.3.3 空氣質量傳感器的選型19-20
• 2.3.4 人體紅外傳感器的選型20
• 2.3.5 一氧化碳傳感器的選型20-21
• 2.4 通訊協(xié)議的選擇21
• 2.5 系統(tǒng)性能指標21
• 2.6 本章小結21-22
• 3 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)硬件設計22-46
• 3.1 總體設計22
• 3.2 通用模塊硬件電路設計22-30
• 3.2.1 控制CPU硬件電路設計22-26
• 3.2.2 供電電路硬件設計26-27
• 3.2.3 無線通信電路硬件設計27-30
• 3.3 環(huán)境監(jiān)測傳感器電路設計30-39
• 3.3.1 溫濕度監(jiān)測電路設計30-31
• 3.3.2 一氧化碳監(jiān)測電路設計31-32
• 3.3.3 人體紅外感應電路設計32-37
• 3.3.4 火焰監(jiān)測模塊設計37-38
• 3.3.5 空氣質量監(jiān)測電路設計38-39
• 3.4 數(shù)據(jù)中心內部通信電路設計39-42
• 3.5 控制電路設計42-45
• 3.5.1 通風電路設計42-44
• 3.5.2 報警電路設計44-45
• 3.6 本章小結45-46
• 4 系統(tǒng)無線通信協(xié)議及監(jiān)控軟件設計46-58
• 4.1 非標準化無線通信協(xié)議設計46-52
• 4.1.1 通信協(xié)議46-49
• 4.1.2 數(shù)據(jù)幀結構49-52
• 4.2 軟件設計52-57
• 4.2.1 控制器軟件設計52
• 4.2.2 數(shù)據(jù)中心底層程序設計52-53
• 4.2.3 數(shù)據(jù)中心上層軟件設計53-57
• 4.3 本章小結57-58
• 5 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)測試與驗證58-67
• 5.1 無線傳感器網(wǎng)絡的室內放置方案58-59
• 5.1.1 定位傳感器58
• 5.1.2 與傳感器網(wǎng)絡布局相對應的軟件設計58-59
• 5.2 系統(tǒng)聯(lián)調59-62
• 5.2.1 通信串口的調試59-60
• 5.2.2 無線網(wǎng)絡調試60
• 5.2.3 傳感器模塊調試60-61
• 5.2.4 系統(tǒng)級聯(lián)調61-62
• 5.3 無線通信的誤碼率分析62-66
• 5.3.1 誤碼率分析的必要性62
• 5.3.2 誤碼率分析方案62-66
• 5.3.3 降低通信過程中誤碼率的幾個方法66
• 5.4 系統(tǒng)存在的問題66
• 5.5 本章小結66-67
• 6 結論67-68
• 7 展望68-69
• 8 參考文獻69-77
• 9 致謝77

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