基于嵌入式的防火传感网的关键技术研究

发布时间：2017-08-15 01:29

  本文关键词：基于嵌入式的防火传感网的关键技术研究

  更多相关文章： 防火监控 嵌入式技术 CC2530 ZigBee协议 BP神经网络

【摘要】：随着经济的快速发展,城市中建筑物越来越多,人口密度也在增长,商场、居民楼及办公楼等地一旦出现火情,对人们生命财产安全可能带来巨大危害。而过去的火灾报警系统要么设备单一布线复杂,要么智能化及准确度不高,很可能导致火灾误报漏报现象,加上恶劣环境和设备电量不足带来的维修问题,生活中急需应用一种智能的防火监控解决方法。本文将嵌入式系统和无线传感网技术引入到火灾报警监控中。CC2530芯片和嵌入式硬件S3C2440分别应用于传感器节点和网关,同时嵌入式Linux操作系统结合网关硬件提高整个系统的可移植性。在WSN中利用ZigBee技术和BP神经网络算法进行网络搭建及数据融合的具体研究,实现组网和火灾报警阈值的软件测试。在论文整体设计中,依次完成嵌入式Linux操作系统软件平台搭建,ZigBee节点、协议栈地址及工程文件测试研究,MATLAB神经网络工具箱对网络模型训练。硬件设计部分选用有射频功能的CC2530芯片完成协调节点、路由节点及终端节点的相关电路设计,还有网关中低功耗可裁剪硬件S3C2440设计。软件设计包括在IAR开发环境下,完成终端节点感温、烟雾及CO传感器的程序调试,还有移植了Linux系统的网关软件中数据包的收发设计。基于上述技术的讨论完成本文基于嵌入式的防火传感网的关键技术研究。
【关键词】：防火监控 嵌入式技术 CC2530 ZigBee协议 BP神经网络
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU892;TP212
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题研究的背景和意义8-9
• 1.2 国内外防火监控技术的发展9-10
• 1.3 嵌入式技术的发展10-11
• 1.4 无线传感器网络及其关键技术的发展11-12
• 1.5 本论文的主要内容和安排12-14
• 第二章 嵌入式应用系统及防火传感网总体设计14-24
• 2.1 嵌入式系统平台的确定14-16
• 2.1.1 Linux桌面系统的确定14-15
• 2.1.2 虚拟机软件的确定15
• 2.1.3 嵌入式Linux操作系统的确定15-16
• 2.2 嵌入式Linux平台的构建16-22
• 2.2.1 虚拟机软件及Linux桌面系统的安装16-17
• 2.2.2 交叉编译工具的安装17-18
• 2.2.3 主机与虚拟机间的文件共享18
• 2.2.4 Bootloader的配置和生成18-21
• 2.2.5 Linux内核的编译和移植21
• 2.2.6 根文件系统的构建21-22
• 2.3 防火传感器网络整体结构22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 无线传感器网络的搭建和技术研究24-34
• 3.1 传感器网络的结构和关键技术24-26
• 3.1.1 传感器网络的结构及特点24-25
• 3.1.2 无线传感器网络的关键技术25-26
• 3.2 基于ZigBee协议的无线传感网的搭建26-33
• 3.2.1 ZigBee协议栈26-30
• 3.2.2 ZigBee网络地址30-32
• 3.2.3 ZigBee网络路由能力32-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第四章 火灾信息的数据融合技术研究34-48
• 4.1 数据融合概述34-36
• 4.1.1 数据融合的模型34-35
• 4.1.2 数据融合算法选择35-36
• 4.2 神经网络算法36-43
• 4.2.1 神经元模型36-38
• 4.2.2 BP神经网络模型38-42
• 4.2.3 BP神经网络的学习过程42-43
• 4.3 基于MATLAB的BP神经网络训练43-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第五章 防火传感网系统硬件研究48-60
• 5.1 传感器网络节点硬件设计48-58
• 5.1.1 协调器节点硬件设计49-53
• 5.1.2 终端节点硬件设计53-57
• 5.1.3 路由节点硬件设计57-58
• 5.2 网关的嵌入式硬件设计58-59
• 5.3 本章小结59-60
• 第六章 防火传感网系统软件研究60-68
• 6.1 传感器网络节点软件设计60-65
• 6.1.1 协调器节点的软件设计60-62
• 6.1.2 终端节点的软件设计62-65
• 6.2 网关的软件平台设计65-67
• 6.3 本章小结67-68
• 第七章 结论和展望68-70
• 7.1 论文研究内容总结68-69
• 7.2 展望69-70
• 参考文献70-74
• 附录A74-76
• 附录B76-78
• 致谢78

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