基于ZigBee无线网络的吊钩偏摆远程监测系统

发布时间：2017-10-10 10:47

  本文关键词：基于ZigBee无线网络的吊钩偏摆远程监测系统

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【摘要】：ZigBee是一种低成本、低功耗的短距离无线通信技术,基于ZigBee技术组建的无线传感网络具有网络自愈、自组织、高稳定性等特点,适应现代网络监测技术对系统传输可靠性强、稳定性高的要求。嵌入式Web Server是一种将Internet技术应用到嵌入式设备的典型,用来打破传统RS232、RS485、CAN总线等组网方式的地域限制,使得管理能通过Internet网络远程管理和控制设备状态,实现远程对现场的干预。 现代履带式起重机控制系统越来越复杂,功能不断增强,潜在的安全风险、故障率也随之增加,并且已经超出了操作人员的能力范围,所以有必要利用技术手段来监测起重机的各种状态,包括电气系统、液压系统、机械结构等各方面的监测,本文主要针对起重机工作中出现的歪拉斜吊问题,讨论了一种吊钩偏摆监测系统来监测吊钩的偏摆状态,该系统以PLC控制器为核心,ZigBee无线传感网络传输传感器数据,人机界面现场监测吊钩状态,以及嵌入式Web Server实现远程监测,融合了PLC技术、现场总线技术、无线网络技术、嵌入式技术以及Internet网络技术。测试表明,网络组网快速,节点布置灵活,数据传输稳定,系统具有精度高、灵敏度高和灵活性等特点,管理人员能方便地通过无线Internet远程监测起重机的工作状态。 本文主要完成的工作有：(1)分析了当前起重机监测技术的发展趋势,阐述了课题研究的目的和意义。(2)详细阐述了ZigBee协议栈层次、ZigBee工作原理及ZigBee网络的基本结构。(3)提出了基于ZigBee传感器网络的吊钩偏摆监测及基于嵌入式Web Server的远程监测系统的总体方案,并给出了系统所实现的功能和系统的组成架构。(4)详细论述了ZigBee无线传感器网络的硬件和软件设计,并分析了系统的ZigBee网络测试和现场测试结果。重点介绍了ZigBee无线通信节点的硬件设计方案及其程序设计方案,分析了中心协调器建立网络、ZigBee终端节点加入网络的流程。(5)详细阐述了嵌入式Web Server实现的整个过程,以图文结合的方式重点介绍了基于CGI技术的嵌入式动态Web程序的设计和实现。最后,总结了本文的工作内容。
【关键词】：ZigBee无线传感网络 履带式起重机 吊钩 嵌入式Web Server CGI
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH213.7;TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• Contents10-13
• 第一章 绪论13-18
• 1.1 课题来源13
• 1.2 研究背景和意义13-15
• 1.3 国内外研究现状15-17
• 1.3.1 起重机监测技术的发展现状15-16
• 1.3.2 嵌入式Web技术的发展现状16-17
• 1.4 本文主要内容和章节安排17-18
• 第二章 ZigBee标准18-24
• 2.1 短距离无线通信技术介绍18-19
• 2.2 ZigBee技术简介19-20
• 2.3 ZigBee协议栈分析20-21
• 2.3.1 ZigBee协议层次模型20-21
• 2.3.2 OSAL介绍21
• 2.4 ZigBee网络21-23
• 2.4.1 ZigBee网络设备21-22
• 2.4.2 ZigBee网络拓扑结构22-23
• 2.4.3 ZigBee网络地址23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 系统总体方案24-26
• 3.1 系统功能24
• 3.2 系统结构24-25
• 3.3 本章小结25-26
• 第四章 基于ZigBee的无线传感网络设计26-45
• 4.1 硬件设计26-31
• 4.1.1 传感器安装设计26-27
• 4.1.2 ZigBee无线通信节点设计27-30
• 4.1.3 控制处理与显示单元30-31
• 4.2 软件设计31-39
• 4.2.1 ZigBee通信节点软件设计31-37
• 4.2.2 PLC控制器软件设计37-39
• 4.3 系统测试39-42
• 4.3.1 ZigBee网络测试39-40
• 4.3.2 CAN帧分析40-41
• 4.3.3 测试分析41-42
• 4.4 现场测试42-44
• 4.4.1 吊钩偏摆检测精度测试42-43
• 4.4.2 人机界面显示测试43-44
• 4.5 本章小结44-45
• 第五章 嵌入式Web Server实现45-69
• 5.1 嵌入式开发平台搭建45-50
• 5.1.1 交叉编译环境45-46
• 5.1.2 BootLoader介绍46-48
• 5.1.3 Linux系统内核48-49
• 5.1.4 YAFFS根文件系统49-50
• 5.2 嵌入式boa服务器50-53
• 5.2.1 Boa服务器50
• 5.2.2 Boa服务器移植50-53
• 5.2.3 静态网页测试53
• 5.3 动态Web技术53-56
• 5.3.1 CGI技术53-55
• 5.3.2 CGIC库55-56
• 5.4 动态Web程序设计56-68
• 5.4.1 主页面设计及程序分析57-62
• 5.4.2 参数设置页面程序设计62-65
• 5.4.3 实时监测页面程序设计65-66
• 5.4.4 报警信息显示界面程序设计66-68
• 5.5 本章小结68-69
• 总结与展望69-71
• 参考文献71-74
• 攻读学位期间发表的论文74-76
• 致谢76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：1005940