环境监测物联网关键技术研究
发布时间：2023-02-06 12:35
物联网(IoT)技术是在互联网基础上,加入节点感知层,实现各种物理对象与互联网的连接,完成数据融合、信息处理及智能控制决策等功能。物联网技术在智慧农业、智慧城市、智慧交通、智能家居等领域有着广泛应用需求,成为当前研究的热点。危化品存储仓库、存储罐体等对所处气象环境具有较高的要求,温度、湿度、日光照射、粉尘浓度等都对存储设施安全有重要影响,物理冲击或碰撞尤其敏感。为此,本文针对危化品存储设施安全监控的需求,开展环境监测物联网关键技术研究。围绕多传感器终端、局域网络通信、广域网络通信、数据云平台等四个方面开展研究。论文重点研究工作如下:(1)分析了物联网技术发展的背景和国内外研究现状,确定了环境监测物联网系统的整体设计方案,包括无源无线冲击传感节点方案、局域网通信方案、广域网通信方案和数据云平台设计方案。(2)研究了无源无线冲击传感器的工作原理,开展了传感器的结构设计和制作,研发了超低功耗电源管理电路及射频通信电路,实现了对物理冲击的无源、无线监测。(3)设计了物联网终端硬件平台,包括区域覆盖监测系统硬件平台和定点直连监测系统硬件平台的设计,完成了终端硬件系统的制作和调试。(4)设计了系统...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 环境监测物联网技术发展趋势
1.3 本文主要工作及章节安排
1.4 本章小结
2 环境监测物联网系统整体设计
2.1 环境监测物联网系统整体方案设计
2.2 局域网通信方案设计
2.2.1 典型局域网无线通信协议
2.2.2 局域网通信方案设计
2.3 广域网通信方案设计
2.4 数据平台方案设计
2.5 本章小结
3 无源无线冲击传感节点设计
3.1 无源无线冲击传感节点整体方案设计
3.2 无源无线冲击传感器
3.2.1 无源无线冲击传感器设计
3.2.2 无源无线冲击传感器结构制作
3.3 无源无线冲击传感节点电路
3.3.1 能量转换及控制电路设计
3.3.2 超低功耗射频发射电路设计
3.3.3 无源无线冲击传感节点硬件电路
3.4 无源无线冲击传感节点制作
3.5 本章小结
4 硬件平台设计
4.1 区域覆盖监测系统硬件平台设计
4.1.1 硬件平台设计方案
4.1.2 传感节点电路设计
4.1.3 网关设备电路设计
4.1.4 区域覆盖监测系统硬件电路
4.2 定点直连监测系统硬件平台设计
4.2.1 硬件平台设计方案
4.2.2 主控模块电路设计
4.2.3 通信模块电路设计
4.2.4 定点直连监测系统硬件电路
4.3 硬件平台的制作与调试
4.4 本章小结
5 软件系统设计
5.1 无源无线冲击传感模块软件设计
5.1.1 发射模块软件
5.1.2 接收模块软件
5.2 区域覆盖监测系统软件设计
5.2.1 ZigBee传感模块软件
5.2.2 主控模块软件
5.2.3 ONENET云平台应用
5.3 定点直连监测系统软件设计
5.3.1 主控模块软件
5.3.2 阿里云服务器
5.3.3 sqlite数据库设计
5.3.4 C++图形界面开发框架QT
5.3.5 服务端上位机软件
5.4 本章小结
6 系统测试与分析
6.1 无源无线冲击传感模块测试
6.1.1 节点电路测试
6.1.2 数据传输测试
6.2 区域覆盖监测系统测试
6.2.1 下位机测试
6.2.2 云平台应用测试
6.2.3 整体功能测试
6.3 定点直连监测系统测试
6.3.1 下位机测试
6.3.2 云平台软件测试
6.3.3 整体功能测试
6.4 测试结果分析
6.5 本章小结
7 总结与展望
参考文献
附录
A.作者在攻读学位期间发表的论文
B.作者在攻读学位期间取得的科研成果
C.学位论文数据集
致谢
本文编号：3736010
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 环境监测物联网技术发展趋势
1.3 本文主要工作及章节安排
1.4 本章小结
2 环境监测物联网系统整体设计
2.1 环境监测物联网系统整体方案设计
2.2 局域网通信方案设计
2.2.1 典型局域网无线通信协议
2.2.2 局域网通信方案设计
2.3 广域网通信方案设计
2.4 数据平台方案设计
2.5 本章小结
3 无源无线冲击传感节点设计
3.1 无源无线冲击传感节点整体方案设计
3.2 无源无线冲击传感器
3.2.1 无源无线冲击传感器设计
3.2.2 无源无线冲击传感器结构制作
3.3 无源无线冲击传感节点电路
3.3.1 能量转换及控制电路设计
3.3.2 超低功耗射频发射电路设计
3.3.3 无源无线冲击传感节点硬件电路
3.4 无源无线冲击传感节点制作
3.5 本章小结
4 硬件平台设计
4.1 区域覆盖监测系统硬件平台设计
4.1.1 硬件平台设计方案
4.1.2 传感节点电路设计
4.1.3 网关设备电路设计
4.1.4 区域覆盖监测系统硬件电路
4.2 定点直连监测系统硬件平台设计
4.2.1 硬件平台设计方案
4.2.2 主控模块电路设计
4.2.3 通信模块电路设计
4.2.4 定点直连监测系统硬件电路
4.3 硬件平台的制作与调试
4.4 本章小结
5 软件系统设计
5.1 无源无线冲击传感模块软件设计
5.1.1 发射模块软件
5.1.2 接收模块软件
5.2 区域覆盖监测系统软件设计
5.2.1 ZigBee传感模块软件
5.2.2 主控模块软件
5.2.3 ONENET云平台应用
5.3 定点直连监测系统软件设计
5.3.1 主控模块软件
5.3.2 阿里云服务器
5.3.3 sqlite数据库设计
5.3.4 C++图形界面开发框架QT
5.3.5 服务端上位机软件
5.4 本章小结
6 系统测试与分析
6.1 无源无线冲击传感模块测试
6.1.1 节点电路测试
6.1.2 数据传输测试
6.2 区域覆盖监测系统测试
6.2.1 下位机测试
6.2.2 云平台应用测试
6.2.3 整体功能测试
6.3 定点直连监测系统测试
6.3.1 下位机测试
6.3.2 云平台软件测试
6.3.3 整体功能测试
6.4 测试结果分析
6.5 本章小结
7 总结与展望
参考文献
附录
A.作者在攻读学位期间发表的论文
B.作者在攻读学位期间取得的科研成果
C.学位论文数据集
致谢
本文编号：3736010
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