无线传感器网络在列车火灾监测系统中的应用研究

发布时间：2017-12-03 10:13

  本文关键词：无线传感器网络在列车火灾监测系统中的应用研究

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【摘要】：随着铁路技术的不断发展,火车以其快捷、舒适、经济、环保等一系列优点已经逐渐成为人们出行时交通工具的首要选择,为我国的经济建设发挥着至关重要的作用。作为保障人们安全乘坐火车出行的必要组成,列车火灾监测系统对火灾的及时发现并报警是非常重要的。传统的火灾监测系统由于受到列车内部复杂环境的限制,布线非常困难,很难有效实施。因此,我们设计了一种基于无线传感器网络的列车火灾监测系统,能够及时有效的对火灾进行监测,避免火灾引起的不必要损失。论文首先分析了列车发生火灾的原因,由于列车上人员密度大、可燃性材料、各类电器设备比较多,一些人员的疏忽或者电器设备的故障,极易引发火灾。通过对火灾监测原理的分析可知,在火灾监测中,只简单的通过某一特征来判断火灾,往往是不准确的,很容易引起误报、漏报现象。在本系统中选用数字温度传感器DS18B20、MQ-2型烟雾传感器、JNHB1004型火焰传感器分别采集相对应的温度、烟雾、红外线等不同的火灾特征信号值,同时应用数据融合技术对采集到的数据进行综合处理,实现火灾监测的准确、及时、有效。通过无线传感器网络技术和多传感器技术相结合,设计出了一套列车火灾监测系统,由软件和硬件两部分组成。在硬件方面主要完成了传感器节点、汇聚节点和车载控制终端三个主要模块的设计。在传感器节点设计中选用集处理器和无线发射芯片于一体的CC2430芯片作为微处理器,并进行了相关的外围电路设计。汇聚节点是联系传感器节点和车载控制终端的“桥梁”,汇聚节点的微处理器依然选用CC2430芯片,设计完成了汇聚节点的复位电路、LED工作状态指示电路以及电源电路的设计。控制终端的处理器选用以Cortex-M3内核的STM32,控制终端主要完成两方面的工作,一是对监测数据处理、显示、存储并驱动报警电路报警;二是对各传感器节点巡检。当监测到的信号为火灾信号时,驱动报警系统报警。在此完成了微处理器外围电路的设计,JTAG程序下载调试接口、LCD显示、SD外部存储以及报警驱动电路的设计。在硬件设计的基础上,完成了整个系统及三个主要模块的软件设计。系统在实际工作时,由于受到外界一些因素的干扰,有可能引起系统的失效。论文最后部分,通过对系统失效性的分析,从硬件和软件两个方面提出了提高系统可靠性的措施。
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U298.4;TP212.9;TN929.5

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本文编号：1248328