基于无线网络的电气火灾监控系统研究

发布时间：2017-08-15 16:12

  本文关键词：基于无线网络的电气火灾监控系统研究

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【摘要】：近年来,我国经济的迅猛发展使人们生活水平和生产生活电气化程度不断提高。电气设备给人们工作和生活带来了极大的便利,同时也存在着很多的安全隐患。每年因为电气设备而引起的火灾居首位。火灾不仅使电气设备损坏,而且造成人员伤亡,给人们的生产生活带来了巨大的损失。电气火灾监控系统通过对电气火灾隐患的实时监测,可以实现对电气火灾的提前预警。该系统应用于实践中可以有效地对电气火灾进行预防,做到防患于未然。本文深入调研了选题的背景,通过查阅大量国内外关于电气火灾报警监控技术的文献,提出了基于无线网络的电气火灾监控系统的设计方案。该系统采用无线通讯网络,以上位机与下位机相结合的结构模式,很好地实现了对电气火灾的监控。首先针对火灾产生的原因、建立电气火灾监控系统的必要性和依据进行了论述,再此基础上广泛调研了无线监控系统的设计原理,明确了电气火灾监控系统的设计思路。第二章针对下位机设计了详细的硬件电路图,选择火灾探测器LDT9103E作为信号采集模块,采用基于51单片机内核的STC89C52作为主控模块,芯片nRF24L01和单片机STC11L04E组成无线传输模块,通过CP2102芯片实现串口通信。在完成硬件电路图的基础上,通过采用汇编语言进行编程,利用keil软件进行编译,完成了电气火灾监控系统的软件设计。主控模块控制采集模块对供电线路的剩余电流进行信号采集,并将信号通过无线传输模块传输到接收端,传输端通过CP2102芯片将信号传送至上位机。通过此种方式下位机实现了对剩余电流信号的采集、无线传输及将信号发送到上位机等功能。本文对上位机的软件进行了设计,采用LabVIEW软件,通过采用LABSQL访问access数据库的方法,实现了对串口的通信、信号的抗干扰设计及信号的显示、储存和查询等功能。串口通信通过采用Lab VIEW的VISA控件实现了上位机与USB设备的通信。系统抗干扰部分采用数字滤波的方法,实现了对偶然因素的干扰信号和高频信号的滤除。基于无线网络的电气火灾监控系统来实现火灾报警,达到了预报警的目的,使系统适用性强,可靠性高,经济成本低,智能化系统报警及时准确,大大降低了电气火灾发生的可能性。本文的研究为基于无线网络的火灾报警系统的开发和完善提供了一定的技术支持,对加快我国无线火灾报警系统研制的步伐有一定实践意义。
【关键词】：火灾 剩余电流 无线 Lab VIEW 数字滤波
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM92;TP277
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 选题的背景及意义11-12
• 1.2 火灾监控技术的发展状况12-15
• 1.2.1 火灾探测技术的发展12-14
• 1.2.2 无线火灾报警系统的发展及应用14-15
• 1.3 本文的主要工作15-17
• 第二章 电气火灾无线监控系统分析17-24
• 2.1 电气火灾产生的原因17-18
• 2.2 电气火灾监控系统的重要性分析18-19
• 2.3 电气火灾无线监控系统的必要性分析19-20
• 2.4 无线传输方式的选择20-21
• 2.5 无线监控系统设计原理21-24
• 2.5.1 无线监控系统的原理框图21-22
• 2.5.2 无线监控系统功能分析22-24
• 第三章 无线监控系统硬件设计24-42
• 3.1 系统硬件设计原理24-25
• 3.2 信号采集模块的硬件设计25-29
• 3.2.1 剩余电流探测器25-27
• 3.2.2 开关电压调节器27-28
• 3.2.3 信号采集电路28-29
• 3.3 主控模块的硬件设计29-31
• 3.3.1 单片机29-30
• 3.3.2 电源电路30
• 3.3.3 主控模块电路30-31
• 3.4 无线传输模块的硬件设计31-38
• 3.4.1 无线传输芯片31-36
• 3.4.2 单片机STC11L04E36
• 3.4.3 无线传输模块电路36-38
• 3.4.4 串.转USB模块38
• 3.5 无线监控系统的总电路设计38-42
• 第四章 无线监控系统软件设计42-59
• 4.1 无线发射端流程图42-48
• 4.1.1 主程序流程图42-44
• 4.1.2 信号采集子程序44-46
• 4.1.3 无线发送子程序46-48
• 4.2 无线接收端流程图48-51
• 4.2.1 无线接收子程序49
• 4.2.2 上位机接收子程序49-51
• 4.3 无线传输测试51-52
• 4.4 软件抗干扰技术52-59
• 4.4.1 算术平均值滤波53-54
• 4.4.2 加权平均值滤波54
• 4.4.3 中值滤波54-55
• 4.4.4 程序判断滤波55
• 4.4.5 低通滤波55-59
• 第五章 虚拟仪器上位机设计59-78
• 5.1 LABVIEW概述59-61
• 5.1.1 LabVIEW的特点59-60
• 5.1.2 VI的组成60-61
• 5.2 监控系统上位机设计原理61-62
• 5.3 数据采集模块62-67
• 5.3.1 串行通信62-65
• 5.3.2 数字滤波的Lab VIEW软件设计65-67
• 5.4 监控报警模块67-68
• 5.5 数据查询模块68-71
• 5.5.1 LabVIEW访问数据库的方法68-69
• 5.5.2 建立数据源69
• 5.5.3 LabVIEW访问数据库流程69
• 5.5.4 LabVIEW数据库操作实现69-71
• 5.6 监控系统上位机总体设计71-74
• 5.7 系统测试74-78
• 第六章 结论与展望78-81
• 6.1 完成的工作78-79
• 6.2 创新点及需要改进的地方79-80
• 6.3 结论80
• 6.4 展望80-81
• 参考文献81-84
• 致谢84-85
• 个人简历85-86
• 附录86-94

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 顾斌;陈忧先;;LabVIEW数字滤波在非接触测温中的运用[J];仪表技术;2008年04期

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本文编号：679082