基于Zigbee的焊接车间环境监测系统设计

发布时间：2017-04-20 01:15

  本文关键词：基于Zigbee的焊接车间环境监测系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会的发展，人们对安全舒适的车间工作环境提出了越来越高的要求。因此，对其环境数据进行监测是十分重要的。本文以焊接车间环境为研究对象，针对有线环境监测系统存在布线难、故障率高、维护困难等问题，设计一种基于Zigbee的焊接车间环境监测系统。 本文设计的焊接车间环境监测系统，实现对焊接车间环境中的温湿度和八种有毒有害气体浓度的实时采集。在监测现场通过Zigbee无线网络进行数据的传输，再通过Internet连接到远程监控中心。本文设计的环境监测系统由现场监测系统和远程监控中心（PC机）两大部分组成。 现场监测系统由无线数据采集模块和主控制器两部分组成。无线数据采集模块采用Zigbee技术的产品CC2430自发组建网络，负责对焊接车间环境数据进行采集和传输。采用SHT11采集温湿度，采用电化学型气体传感器采集一氧化碳（CO）、硫化氢（H_2S）、氧气（O_2）和甲烷（CH4）四种气体浓度，采用定电位电解式气体传感器采集二氧化硫（SO_2）、甲醛（CH_2O）、苯（C_6H_6）和氨（NH_3）四种气体浓度。主控制器采用以ARM920T为内核的嵌入式处理器S3C2410作为微处理器，扩展了CC2420实现Zigbee网络的组网和测量数据的无线接收；扩展了LCD显示器对环境数据实现现场的显示；扩展了CS8900A实现与Internet的连接。 本文设计了无线数据采集模块和主控制器的软件，包括：监控主程序、Linux操作系统的移植、数据采集子程序、Zigbee通信程序、以太网通信程序等，，给出了设计思路及软件流程图。远程监控中心软件设计包括监控界面和监测数据库的设计，可通过PC机对焊接车间内的环境数据进行远程监测和管理。
【关键词】：环境监测 Zigbee 嵌入式系统 S3C2410微处理器
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG408;TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 选题的背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及分析11-14
• 1.3 本文主要研究内容14-15
• 第2章 环境监测系统的总体设计15-25
• 2.1 系统功能和设计指标15-16
• 2.1.1 系统设计指标15
• 2.1.2 系统功能15-16
• 2.2 系统总体设计16-17
• 2.3 现场监测系统的结构17-18
• 2.3.1 无线数据采集模块结构17
• 2.3.2 主控制器结构17-18
• 2.4 现场监测系统器件的选择18-19
• 2.4.1 主控制器器件的选择18-19
• 2.4.2 无线数据采集模块器件的选择19
• 2.5 传感器的选型19-24
• 2.5.1 温湿度传感器选型19-21
• 2.5.2 气体传感器选型21-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第3章 现场监测系统的硬件设计25-38
• 3.1 无线数据采集模块硬件设计25-28
• 3.1.1 CC2430 外围电路25-26
• 3.1.2 测量电路设计26-28
• 3.1.3 电源电路设计28
• 3.2 主控制器硬件设计28-37
• 3.2.1 微处理器 S3C2410 外围电路设计28-30
• 3.2.2 Zigbee 无线通信电路设计30
• 3.2.3 电源电路设计30-31
• 3.2.4 报警电路设计31
• 3.2.5 存储电路设计31-33
• 3.2.6 网络接口电路设计33-34
• 3.2.7 LCD 电路设计34-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第4章 现场监测系统的软件设计38-53
• 4.1 无线数据采集模块软件设计38-44
• 4.1.1 主程序设计38-40
• 4.1.2 数据采集程序设计40-43
• 4.1.3 数据帧格式43-44
• 4.2 主控制器软件设计44-52
• 4.2.1 Zigbee 驱动程序开发44-47
• 4.2.2 Zigbee 协议栈的实现47-49
• 4.2.3 Zigbee 数据通信任务流程49-51
• 4.2.4 以太网协议栈的设计51-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第5章 远程监控中心软件设计53-61
• 5.1 网口通信软件设计53-56
• 5.1.1 Windows Socket 网络编程技术53
• 5.1.2 基于 MFC Socket 类的网络编程53-56
• 5.2 远程监控中心界面56-58
• 5.2.1 实时监控界面设计56-57
• 5.2.2 历史数据管理界面设计57-58
• 5.3 监测数据管理58-60
• 5.3.1 数据库的建立58-59
• 5.3.2 历史数据的检索59-60
• 5.4 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-65
• 攻读学位期间发表的学术论文65-66
• 致谢66-67
• 附录 S3C2410 外围电路图67

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 康永昊;锅炉焊接过程预热温度测量系统的设计[D];华东理工大学;2015年

  本文关键词：基于Zigbee的焊接车间环境监测系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：317603