基于ZigBee的医院氧气计量系统的设计

发布时间：2017-06-27 06:11

  本文关键词：基于ZigBee的医院氧气计量系统的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着气体计量技术的发展,医院对氧气的计量的精确度逐步提高。但在现有的医院大楼环境下依然存在多种问题,比如无法实施布线操作。将无线传感网络技术(WSN)应用到医院氧气计量方面具有很大的便利性及可实施性,通过部署相应功能的传感节点,以多跳的自组网形式组成无线传感网络系统。最终实现实时查询氧气流量,这种系统的设计具有广阔的应用前景。论文首先分析了当前医院氧气计量的特点和技术现状,针对计量氧气流量存在的问题,将无线传感网络技术与氧气计量结合起来,实现流量采集、差错控制以及氧气泄漏下采取应急措施的一体化设计思想。选择以ZigBee技术为无线传感网络(WSN)为平台,设计出以无线传感网络技术(WSN)为基础的医院氧气计量系统。其次,论文详细介绍了系统的硬件电路设计。选取CC2530片作为系统核心,选取EPI热式气体质量流量计采集氧气流量,与此同时,充分利用温度传感器与烟雾传感器采集相应数据,配备差错控制、蜂鸣器报警、指示灯闪烁及上位机警示框弹出。论文对信号采集、无线通信模块、传感器模块等的设计进行了详细介绍。论文详细介绍了系统的软件设计,基于Z-stack协议栈进行开发,首先是对协调器、路由器、终端节点进行自组网,其次是传感节点采集数据并与网络中节点进行通信的设计,最后进行上位机的设计,实现数据的实时查询及进行数据库的历史查询。最后,论文对设计出的基于无线传感网络(WSN)的氧气计量系统进行了软硬件的调试,成功实现了数据的上传、差错控制、查询信息等功能,验证了基于ZigBee的医院氧气计量系统在实际中的可行性,并且实验表明,系统设计合理,结合了实际现有的环境,具有较高的实际应用价值。
【关键词】：ZigBee CC2530 Z-Stack 无线传感网络 数据库 传感节点
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH77
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-11
• 1.1 论文研究背景8-9
• 1.2 国内外研究现状9
• 1.3 论文研究的意义9-10
• 1.4 论文研究的内容和主要工作10
• 1.5 本章小结10-11
• 第二章 无线组网方式及ZigBee技术11-23
• 2.1 无线组网方式11-14
• 2.2 ZigBee技术与其他无线通信标准的比较14-15
• 2.3 ZigBee网络协议结构15-20
• 2.3.1 ZigBee网络协议概述15-16
• 2.3.2 物理层(PHY)服务规范16-17
• 2.3.3 介质访问控制(MAC)层17-18
• 2.3.4 网络层(NWK)规范18
• 2.3.5 应用层(APL)规范18-20
• 2.4 ZigBee网络架构及拓扑结构20-22
• 2.4.1 ZigBee网络架构20-21
• 2.4.2 ZigBee网络拓扑结构21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 氧气计量系统总体方案设计23-29
• 3.1 总体方案设计思路23
• 3.2 系统架构23-26
• 3.3 系统开发环境26-28
• 3.3.1 硬件开发环境26-27
• 3.3.2 软件开发环境27-28
• 3.4 本章小结28-29
• 第四章 氧气计量系统硬件设计29-40
• 4.1 硬件电路设计总体方案29-31
• 4.2 系统硬件设计31-39
• 4.2.1 微处理器(MCU)模块31
• 4.2.2 CC2530最小模块的设计31-33
• 4.2.3 电源电路的设计33-34
• 4.2.4 串口通信设计34-35
• 4.2.5 仿真器接口设计35-36
• 4.2.6 传感器模块设计36-39
• 4.3 本章小结39-40
• 第五章 氧气计量系统软件设计40-63
• 5.1 软件设计的总体方案40-42
• 5.2 Z-Stack协议栈42-46
• 5.2.1 Z-Stack协议栈42-45
• 5.2.2 Z-Stack网络运行机理45-46
• 5.2.3 Z-Stack自定义事件设置46
• 5.3 氧气计量系统软件设计46-57
• 5.3.1 ZigBee组网设计46-50
• 5.3.2 传感节点数据采集50-54
• 5.3.3 节点数据通信设计54-56
• 5.3.4 串口通信设计56-57
• 5.4 上位机软件设计57-62
• 5.4.1 数据库开发59-60
• 5.4.2 系统界面设计60-62
• 5.5 本章小结62-63
• 第六章 氧气计量系统实验测试63-67
• 6.1 系统软件与硬件平台的搭建63-64
• 6.2 实验结果展示64-66
• 6.3 本章小结66-67
• 第七章 总结与展望67-69
• 7.1 总结67
• 7.2 展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73
• 硕士期间已发表论文73

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