基于WSN的船舶机舱温度监测系统研究与设计

发布时间：2017-03-25 23:10

  本文关键词：基于WSN的船舶机舱温度监测系统研究与设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着计算机控制技术、电子信息技术和网络通信技术的飞速发展,现代船舶的自动化程度越来越高,逐步形成机舱自动化、航行自动化、信息一体化、装载自动化结合的全船综合自动化。机舱自动监测系统是机舱自动化的重要组成部分,它的核心内容是采集和管理机舱设备的运行参数、设备状态、故障信息。本文将无线传感器网络(Wireless sensor networks-WSN)应用于船舶,设计了一种基于无线传感器网络的温度监测系统,用于船舶机舱设备温度信号的采集、处理、通信,实现温度数据的集中监测、存储和打印等多种功能。 系统设计过程中,以MSP430F149和nRF905为主芯片,设计、研制了传感器节点和中心节点,构建无线传感器网络的硬件平台;以时分多址(Time DivisionMultiple Access)方式作为无线传感器网络内传感器节点与中心节点之间的通信协议,设计了通信命令的帧类型和帧格式、通信方式和过程;以Viual Basic 6.0为软件平台设计了计算机监测软件,对组建的温度监测系统进行了综合调试,实现温度数据的在线监测,验证了系统的稳定性、可操作性。 整个课题结构完整,从根本上解决了无线传感器网络设计、应用中的软、硬件问题,创造性地设计了一种适合于小型无线传感器网络的新型通信协议,为船舶自动监测系统甚至其它方面的无线传感器网络的应用提供了一种有效的解决方案。
【关键词】：机舱监控 温度监测 无线传感器网络 TDMA协议 MSP430
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：U664.8
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题的背景及意义9-11
• 1.1.1 船舶机舱自动监控系统的发展9-10
• 1.1.2 课题的意义10-11
• 1.2 无线传感器网络研究综述11-16
• 1.2.1 无线传感器网络概述11-13
• 1.2.2 无线传感器网络的特点13-14
• 1.2.3 无线传感器网络的应用及研究现状14-16
• 1.3 论文主要研究内容16-17
• 第2章 系统架构和通信协议设计17-30
• 2.1 系统总体架构17-18
• 2.2 系统主要功能18-19
• 2.3 系统通信协议设计19-29
• 2.3.1 RS-485总线通信协议19-23
• 2.3.2 中心节点/传感器节点通信协议23-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 系统网络硬件平台设计30-51
• 3.1 硬件平台结构及组成30-32
• 3.1.1 传感器节点平台30-31
• 3.1.2 中心节点平台31
• 3.1.3 监测计算机管理平台31-32
• 3.2 无线传感器网络节点设计要求32-40
• 3.2.1 节点设计总体要求32-33
• 3.2.2 处理器和无线射频芯片的设计要求33-36
• 3.2.3 节点核心部件36-40
• 3.3 传感器节点硬件电路设计40-46
• 3.3.1 电源模块40
• 3.3.2 微处理器模块40-43
• 3.3.3 温度数据采集模块43-44
• 3.3.4 无线通信模块44-46
• 3.4 中心节点硬件电路设计46-50
• 3.4.1 中心节点硬件组成46-47
• 3.4.2 电源模块47-48
• 3.4.3 存储模块48-49
• 3.4.4 串行通信模块49-50
• 3.5 本章小节50-51
• 第4章 系统软件设计51-75
• 4.1 软件总体设计51-52
• 4.2 传感器节点软件设计52-59
• 4.2.1 温度数据采集模块52-54
• 4.2.2 无线通信模块54-58
• 4.2.3 传感器节点程序流程设计58-59
• 4.3 中心节点软件设计59-67
• 4.3.1 数据储存模块59-64
• 4.3.2 串行通信模块64-65
• 4.3.3 中心节点软件流程设计65-67
• 4.4 计算机监测软件67-74
• 4.4.1 人机界面设计67-70
• 4.4.2 监测计算机与中心节点的通信过程70-71
• 4.4.3 软件功能模块71-74
• 4.5 本章小节74-75
• 第5章 系统调试与测试75-84
• 5.1 硬件电路测试75-77
• 5.1.1 节点PCB板的制作75-76
• 5.1.2 节点硬件电路测试76-77
• 5.2 软件调试77-78
• 5.2.1 调试环境—Embedded Workbench77
• 5.2.2 开发方法—JTAG仿真器在线编程77-78
• 5.3 系统综合测试78-82
• 5.3.1 测试平台组建78-79
• 5.3.2 测试过程和结果演示79-82
• 5.4 本章小结82-84
• 第6章 总结与展望84-86
• 参考文献86-90
• 攻读学位期间公开发表论文90-91
• 致谢91-92
• 研究生履历92

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 胡顺强;刘彦呈;周飞云;;基于WSN与现场总线的机舱监控网络设计研究[J];船电技术;2011年10期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 鲜鸿雄;基于无线传感器网络的PCB电镀电流监测系统研究[D];五邑大学;2010年

2 马川;基于ZigBee的电推船舶电气设备过热监测系统设计[D];大连海事大学;2010年

3 王慧勇;船舶机舱WSN的MAC层协议优化与仿真[D];大连海事大学;2010年

4 杨雪锋;船用无线传感器网络节点三维定位技术研究[D];大连海事大学;2012年

5 曾明亮;船舶机舱监控报警系统的设计与实现[D];南京理工大学;2013年

6 张凌寒;船载危险品集装箱安全监测系统设计[D];大连理工大学;2013年

  本文关键词：基于WSN的船舶机舱温度监测系统研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：267913