基于Zigbee的地铁站施工环境监测与人员定位系统的设计
发布时间：2020-12-13 16:36
地铁施工工程一般深处地下且环境封闭,其施工过程管理越来越受到各部门的重视。现有的地铁施工过程管理,尤其是施工人员及施工现场环境监测,存在数据采集缺失、人员定位实时性差和管理模式效率低等缺点。针对此问题,本课题设计了地铁站施工环境监测与人员定位系统。通过监测环境温湿度数据,对建筑专业、机电专业的施工进度及工序进行调整;通过监测烟雾含量,及时对封闭空间的作业人员进行疏散,并采取强制通风措施保证生产安全;通过红外传感器对轨道等禁入空间进行封闭管理;通过人员定位来实现现场人员的动态管理。该系统的硬件有三大部分组成:数据采集终端、无线数据传输和上位机。数据采集终端选用CC2430作为微处理器、DHT11传感器模块、MQ-2烟雾传感器与红外人体传感器;无线数据传输部分采用了CC2430/CC2431,内置Zigbee协议栈;数据传至上位机,上位机存储和显示地铁施工现场数据并实时监测,对异常数据进行报警。该系统的软件有三大部分组成:1.使用IAR作为编程开发环境,设计了地铁施工现场终端数据采集节点程序,并通过Zigbee网络传输,把终端的数据转发给协调器。通过协调器节点将数据上传给上位机。2.采用基...
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 概述
1.1.1 课题背景与意义
1.1.2 国内外发展情况
1.2 本课题研究的主要内容与需要解决的关键问题
1.2.1 本课题研究内容
1.2.2 本课题需要解决的关键问题
第2章 Zigbee无线网络及其定位技术
2.1 Zigbee技术
2.1.1 Zigbee技术简介
2.1.2 Zigbee标准协议
2.1.3 Zigbee网络结构
2.2 Zigbee实时操作系统
2.3 无线信号的组网技术
2.3.1 IAR下协议栈架构
2.3.2 网络通信基础
2.3.3 网络构建流程
2.4 Zigbee定位算法
2.4.1 基于RSSI的定位法
2.4.2 基于TOA的定位法
2.4.3 基于AOA的定位法
2.5 Zigbee技术与其他无线通信技术比较
2.6 本章小结
第3章 无线传感器网络系统硬件设计
3.1 系统的整体方案设计
3.2 系统的硬件电路设计
3.2.1 CC2430/CC2431 最小系统电路设计
3.2.2 传感器电路设计
3.2.3 USB/TTL转换电路
3.3 本章小结
第4章 无线传感器网络系统软件设计
4.1 软件设计概述
4.2 下位机定位算法研究
4.2.1 硬件定位引擎的RSSI定位流程
4.2.2 增加环境适应性的算法
4.3 下位机Zigbee组网与收发程序设计
4.3.1 组网流程
4.3.2 接收端流程
4.3.3 发送端流程
4.4 下位机外设驱动设计
4.4.1 温湿度传感器程序设计
4.4.2 红外人体感应传感器程序设计
4.4.3 可燃气体感应传感器程序设计
4.5 上位机登录界面的设计
4.5.1 用户登录模块
4.5.2 用户的数据管理模块
4.6上位机C#人机界面设计
4.6.1 登录界面的实现
4.6.2 C#串口通信程序设计
4.6.3 C#坐标界面绘制
4.7 数据库的设计
4.7.1 数据库设计的规则
4.7.2 数据库逻辑结构设计
4.8 本章小结
第5章 系统实现与数据分析
5.1 系统实现
5.1.1 硬件调试
5.1.2 软件调试
5.2 系统数据分析
5.2.1 节点定位数据分析
5.2.2 温湿度采集数据分析
5.2.3 可燃气体采集数据分析
5.2.4 红外人体采集数据分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能家居通讯网络架构的研究[J]. 王章弘,陈曦. 计算技术与自动化. 2019(03)
[2]智能小区家庭网关系统设计与实现[J]. 陶加祥,豆春该,万建,张博康. 自动化仪表. 2019(09)
[3]面向短距离低功耗物联网应用的无线ZigBee系统的设计与实现[J]. 张启扬. 电子技术与软件工程. 2019(16)
[4]基于ZigBee背景噪声的被动室内人体感应系统设计[J]. 田沐鑫,何极,陈邦亮,赵萌,陈芬. 信息技术与网络安全. 2019(07)
[5]智能厂房温湿度智能测控分析系统设计[J]. 徐志浩,舒梦,林翌臻,王贤芬,励丽,孙建国,张庆俊. 自动化与仪器仪表. 2019(06)
[6]无线传感器网络环境监测系统设计与实现[J]. 马荣华,欧阳缮,王鲁豫,张晨华. 桂林电子科技大学学报. 2019(01)
[7]基于ZigBee的居家养老系统设计与实现[J]. 丁莉,王中生. 自动化技术与应用. 2019(01)
[8]基于RSSI与ZigBee技术的公交车定位方法研究[J]. 陈晓旭,姚晓峰. 大连交通大学学报. 2019(01)
[9]基于ZigBee的定位及体征监测系统的设计与实现[J]. 孙旭东,董思招,王亚龙,蔡梦程,黄世杰,黎建华. 电子设计工程. 2019(02)
[10]基于Zigbee的分布式家庭语音控制系统的设计[J]. 张灵健,郝万君,陈嘉华,陈珍萍,孙浩卜. 电子设计工程. 2019(02)
博士论文
[1]面向物联网的无线网络路由及节点定位研究[D]. 田洪亮.吉林大学 2017
硕士论文
[1]基于无线传感器网络的光伏逆变并网研究[D]. 徐鹏飞.湖北民族学院 2018
[2]基于ZigBee的路由算法优化研究[D]. 刘多多.西南科技大学 2018
[3]车联网环境下通信单元需求建模与设计实现[D]. 尉江华.北京交通大学 2018
[4]基于ZigBee协议室内定位系统的研究与实现[D]. 刘博.东北师范大学 2018
[5]基于物联网的城市路灯智慧照明控制系统研究[D]. 王飞文.南昌航空大学 2018
[6]基于无线传感器网络的定位技术研究[D]. 黄文永.西安科技大学 2018
[7]带定位信息的ZigBee温湿度控制系统的设计与实现[D]. 闫思锐.贵州大学 2018
[8]DOAS的光路自动对准装置研究[D]. 张泰程.黑龙江大学 2018
[9]基于Zigbee网络的LAMOST新型光纤定位单元的测试与控制[D]. 沈煜燃.中国科学技术大学 2018
[10]基于Zigbee的中小企业生产环境监测系统设计[D]. 范启富.西京学院 2018
本文编号：2914840
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 概述
1.1.1 课题背景与意义
1.1.2 国内外发展情况
1.2 本课题研究的主要内容与需要解决的关键问题
1.2.1 本课题研究内容
1.2.2 本课题需要解决的关键问题
第2章 Zigbee无线网络及其定位技术
2.1 Zigbee技术
2.1.1 Zigbee技术简介
2.1.2 Zigbee标准协议
2.1.3 Zigbee网络结构
2.2 Zigbee实时操作系统
2.3 无线信号的组网技术
2.3.1 IAR下协议栈架构
2.3.2 网络通信基础
2.3.3 网络构建流程
2.4 Zigbee定位算法
2.4.1 基于RSSI的定位法
2.4.2 基于TOA的定位法
2.4.3 基于AOA的定位法
2.5 Zigbee技术与其他无线通信技术比较
2.6 本章小结
第3章 无线传感器网络系统硬件设计
3.1 系统的整体方案设计
3.2 系统的硬件电路设计
3.2.1 CC2430/CC2431 最小系统电路设计
3.2.2 传感器电路设计
3.2.3 USB/TTL转换电路
3.3 本章小结
第4章 无线传感器网络系统软件设计
4.1 软件设计概述
4.2 下位机定位算法研究
4.2.1 硬件定位引擎的RSSI定位流程
4.2.2 增加环境适应性的算法
4.3 下位机Zigbee组网与收发程序设计
4.3.1 组网流程
4.3.2 接收端流程
4.3.3 发送端流程
4.4 下位机外设驱动设计
4.4.1 温湿度传感器程序设计
4.4.2 红外人体感应传感器程序设计
4.4.3 可燃气体感应传感器程序设计
4.5 上位机登录界面的设计
4.5.1 用户登录模块
4.5.2 用户的数据管理模块
4.6上位机C#人机界面设计
4.6.1 登录界面的实现
4.6.2 C#串口通信程序设计
4.6.3 C#坐标界面绘制
4.7 数据库的设计
4.7.1 数据库设计的规则
4.7.2 数据库逻辑结构设计
4.8 本章小结
第5章 系统实现与数据分析
5.1 系统实现
5.1.1 硬件调试
5.1.2 软件调试
5.2 系统数据分析
5.2.1 节点定位数据分析
5.2.2 温湿度采集数据分析
5.2.3 可燃气体采集数据分析
5.2.4 红外人体采集数据分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能家居通讯网络架构的研究[J]. 王章弘,陈曦. 计算技术与自动化. 2019(03)
[2]智能小区家庭网关系统设计与实现[J]. 陶加祥,豆春该,万建,张博康. 自动化仪表. 2019(09)
[3]面向短距离低功耗物联网应用的无线ZigBee系统的设计与实现[J]. 张启扬. 电子技术与软件工程. 2019(16)
[4]基于ZigBee背景噪声的被动室内人体感应系统设计[J]. 田沐鑫,何极,陈邦亮,赵萌,陈芬. 信息技术与网络安全. 2019(07)
[5]智能厂房温湿度智能测控分析系统设计[J]. 徐志浩,舒梦,林翌臻,王贤芬,励丽,孙建国,张庆俊. 自动化与仪器仪表. 2019(06)
[6]无线传感器网络环境监测系统设计与实现[J]. 马荣华,欧阳缮,王鲁豫,张晨华. 桂林电子科技大学学报. 2019(01)
[7]基于ZigBee的居家养老系统设计与实现[J]. 丁莉,王中生. 自动化技术与应用. 2019(01)
[8]基于RSSI与ZigBee技术的公交车定位方法研究[J]. 陈晓旭,姚晓峰. 大连交通大学学报. 2019(01)
[9]基于ZigBee的定位及体征监测系统的设计与实现[J]. 孙旭东,董思招,王亚龙,蔡梦程,黄世杰,黎建华. 电子设计工程. 2019(02)
[10]基于Zigbee的分布式家庭语音控制系统的设计[J]. 张灵健,郝万君,陈嘉华,陈珍萍,孙浩卜. 电子设计工程. 2019(02)
博士论文
[1]面向物联网的无线网络路由及节点定位研究[D]. 田洪亮.吉林大学 2017
硕士论文
[1]基于无线传感器网络的光伏逆变并网研究[D]. 徐鹏飞.湖北民族学院 2018
[2]基于ZigBee的路由算法优化研究[D]. 刘多多.西南科技大学 2018
[3]车联网环境下通信单元需求建模与设计实现[D]. 尉江华.北京交通大学 2018
[4]基于ZigBee协议室内定位系统的研究与实现[D]. 刘博.东北师范大学 2018
[5]基于物联网的城市路灯智慧照明控制系统研究[D]. 王飞文.南昌航空大学 2018
[6]基于无线传感器网络的定位技术研究[D]. 黄文永.西安科技大学 2018
[7]带定位信息的ZigBee温湿度控制系统的设计与实现[D]. 闫思锐.贵州大学 2018
[8]DOAS的光路自动对准装置研究[D]. 张泰程.黑龙江大学 2018
[9]基于Zigbee网络的LAMOST新型光纤定位单元的测试与控制[D]. 沈煜燃.中国科学技术大学 2018
[10]基于Zigbee的中小企业生产环境监测系统设计[D]. 范启富.西京学院 2018
本文编号：2914840
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/2914840.html
