基于无线传感器网络与远程通信的工业过程监控系统研究

发布时间：2016-11-04 10:10

  本文关键词：基于无线传感器网络与远程通信的工业过程监控系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

《吉林大学》 2013年

基于无线传感器网络与远程通信的工业过程监控系统研究

姜瑞  

【摘要】：传统工业监控系统采用现场总线、工业以太网等有线网络技术进行数据传输，在复杂工业环境中有着自身难以克服的局限性，即数据通过导线传输，不可避免的带来规划布线、线路检测等工作，并且这些工作往往具有浪费接口、检修复杂、扩容困难等缺点。此外，传统监控系统通常只能在生产车间或控制室对生产过程进行本地实时监控，高层管理人员无法随时随地掌握生产情况。 针对传统工业监控系统中上述缺点，本文引入先进的RF射频通信技术和Socket网络通信技术，构建了一个基于无线传感器网络与远程通信的工业过程监控系统，对工业监控系统中的无线传感器网络和远程监控进行了详细地研究与设计，设计开发的系统主要由RF无线传感器网络、终端控制单元、中央监控单元和远程客户端组成，系统实现了终端自动控制生产过程、本地实时监控以及远程监控等功能。本文主要完成了以下工作： 1.针对实际项目的功能需求，从系统整体结构、工作方式、数据通信等方面提出了基于无线传感器网络与远程通信的工业过程监控系统的整体解决方案。 2.完成了终端控制单元的硬件设计和软件编写。实现了终端自动控制生产过程，包括原料投放和产品灌装的流量控制以及冷却系统水温的自动调节。 3.研究了系统的无线通信协议，确定了无线传感器网络拓扑结构，制定出适用于本系统的数据帧结构，利用时分多址（TDMA）技术抑制同频干扰，完成星形组网，实现了数据有效、可靠的无线传输。 4.研究了网络通信技术和远程通信协议，确定了基于Socket通信技术的远程实时监控系统架构，应用Winsock控件建立服务器与远程客户端的通信连接，实现数据的远程传输。 5.完成了中央监控单元的程序设计，实现了在本地对终端设备的实时监控，并且将工厂内部网连入因特网，为远程接入提供数据服务器。同时完成了远程客户端的程序设计，实现了网络通信、远程监测、远程控制等功能。 6.通过精密仪器和第三方软件对系统各项功能进行了全面测试，包括功能性测试、精确性测试以及可靠性测试，测试结果表明，通信协议运行效率高、可靠性强，系统稳定性好。最后完成了系统的软硬件安装，并在工业生产环境中对系统进行了现场调试，调试结果表明系统整体性能达到预期要求。

【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP277;TN929.5;TP212.9
【目录】：

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