本文關(guān)鍵詞：火電廠空氣質(zhì)量參數(shù)無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源消耗持續(xù)增大,空氣污染日益加重,霧霾已經(jīng)成為人們當(dāng)前關(guān)心的焦點(diǎn)問題。霧霾的產(chǎn)生和煤炭的大量消耗有著很大關(guān)系,而火電廠在煤炭消耗中占有較大比重。火電廠傳統(tǒng)的空氣質(zhì)量參數(shù)監(jiān)測(cè)方法已經(jīng)無法滿足復(fù)雜多變的環(huán)境,鑒于此,設(shè)計(jì)一套新的空氣質(zhì)量參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際情況和環(huán)境監(jiān)測(cè)要求,系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用“ZigBee近距離無線通信+GSM遠(yuǎn)距離無線通信”的方法,該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成功對(duì)工業(yè)4.0的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域起到了一定的補(bǔ)充,本文的主要工作如下:首先依據(jù)火電廠的實(shí)際監(jiān)測(cè)情況對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了整體設(shè)計(jì),然后論述了其中的主要功能模塊并對(duì)硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)。ZigBee模塊硬件設(shè)計(jì)有ZigBee芯片選型、CC2530核心電路設(shè)計(jì)、電源設(shè)計(jì)、仿真器接口電路設(shè)計(jì)、USB轉(zhuǎn)串口電路設(shè)計(jì),網(wǎng)關(guān)控制器模塊硬件設(shè)計(jì)有網(wǎng)關(guān)控制器芯片選型、STM32核心電路設(shè)計(jì)、JTAG調(diào)試接口設(shè)計(jì),GSM模塊硬件設(shè)計(jì)有GSM芯片選型、SIM900A核心電路設(shè)計(jì)、電源設(shè)計(jì),傳感器模塊硬件設(shè)計(jì)有傳感器選型、PM2.5粉塵顆粒傳感器外圍電路設(shè)計(jì)、溫濕度傳感器和煙霧傳感器應(yīng)用電路設(shè)計(jì)。接著,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì),其中包括ZigBee終端節(jié)點(diǎn)部分主要有終端節(jié)點(diǎn)主程序設(shè)計(jì)、串口通信軟件設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)發(fā)送軟件設(shè)計(jì);傳感器數(shù)據(jù)采集部分主要有溫濕度傳感器軟件設(shè)計(jì)、煙霧傳感器軟件設(shè)計(jì);ZigBee協(xié)調(diào)器部分主要有協(xié)調(diào)器主程序設(shè)計(jì);網(wǎng)關(guān)控制器部分主要有網(wǎng)關(guān)控制器主程序設(shè)計(jì)、GSM短信發(fā)送軟件設(shè)計(jì)。最后,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)安裝測(cè)試,經(jīng)過系統(tǒng)的正常運(yùn)行表明了設(shè)計(jì)的可行性和正確性。
【關(guān)鍵詞】：空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè) ZigBee 網(wǎng)關(guān)控制器 GSM 傳感器
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM621;TP274
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及意義10-12
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展12-15
• 1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文的主要工作16-17
• 第2章 ZigBee技術(shù)和GSM技術(shù)介紹17-29
• 2.1 無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的選擇17-19
• 2.2 ZigBee技術(shù)分析19-27
• 2.2.1 ZigBee技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用19-22
• 2.2.2 ZigBee技術(shù)的協(xié)議架構(gòu)22-23
• 2.2.3 ZigBee協(xié)議各層幀結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2.4 ZigBee協(xié)議的相關(guān)概念24-25
• 2.2.5 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備類型和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)25-27
• 2.3 GSM技術(shù)分析27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)29-44
• 3.1 無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案29-30
• 3.1.1 無線監(jiān)測(cè)對(duì)象的選取29-30
• 3.1.2 無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案30
• 3.2 ZigBee模塊硬件設(shè)計(jì)30-35
• 3.2.1 ZigBee芯片的選型30-32
• 3.2.2 CC2530外圍電路設(shè)計(jì)32-35
• 3.3 網(wǎng)關(guān)控制器硬件設(shè)計(jì)35-37
• 3.3.1 控制器芯片選型35
• 3.3.2 STM32外圍電路設(shè)計(jì)35-37
• 3.4 GSM模塊硬件設(shè)計(jì)37-39
• 3.4.1 GSM芯片的選型37
• 3.4.2 SIM900A外圍電路設(shè)計(jì)37-39
• 3.5 傳感器模塊硬件設(shè)計(jì)39-43
• 3.5.1 傳感器的選型39-41
• 3.5.2 傳感器外圍電路設(shè)計(jì)41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第4章 無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)44-61
• 4.1 ZigBee軟件開發(fā)平臺(tái)和Z-Stack協(xié)議棧44-46
• 4.1.1 ZigBee軟件開發(fā)平臺(tái)介紹44-45
• 4.1.2 Z-Stack協(xié)議棧介紹45-46
• 4.2 終端節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)46-50
• 4.3 傳感器數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)50-53
• 4.3.1 溫濕度傳感器軟件設(shè)計(jì)50-52
• 4.3.2 煙霧傳感器軟件設(shè)計(jì)52-53
• 4.4 協(xié)調(diào)器軟件設(shè)計(jì)53-56
• 4.5 網(wǎng)關(guān)控制器軟件設(shè)計(jì)56-60
• 4.5.1 網(wǎng)關(guān)工作主程序56-58
• 4.5.2 GSM短信軟件設(shè)計(jì)58-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第5章 無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行測(cè)試61-68
• 5.1 系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行測(cè)試61-65
• 5.1.1 ZigBee組網(wǎng)通信測(cè)試61-62
• 5.1.2 GSM聯(lián)網(wǎng)通信測(cè)試62-63
• 5.1.3 系統(tǒng)整體測(cè)試63-65
• 5.2 系統(tǒng)在火電廠試運(yùn)行測(cè)試65-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果74-75
• 致謝75

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