基于ZigBee的船体车间环境监控及节能控制系统

发布时间：2017-04-15 04:15

  本文关键词：基于ZigBee的船体车间环境监控及节能控制系统，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：船舶制造过程中,船舶内照明系统会消耗大量电能,舱内的温湿度也直接影响到生产安全和生产质量。为提高造船厂的电能利用率,并实时监控舱内作业空间的温湿度,本文基于ZigBee无线传感器网络,设计了应用于船舶内工作车间的环境监控及节能控制系统。该系统能够通过定位工人坐标,开启相应照明设备,并通过控制单元分析处理各监测点无线传输的温湿度值,对其进行自动调节。在船舱车间进行实际测试的结果表明,平均定位误差1.2m,节能效果明显,并可实现车间内温湿度参数的自动调节。ZigBee技术可嵌入各种设备中,支持室内坐标定位,能够实现对移动目标的准确定位,可实时高质量无线传输数据,并广泛应用于工业监控、安全系统、智能家居等。主要工作：(1)应用CC2430 ZigBee无线传感器及IAR开发软件,在Z-stack协议栈的应用层和硬件抽象层编程实现了无线定位网络的搭建,数据的无线传输功能,并且优化了定位算法来提高定位精度,引入重发机制来保证数据传输的准确性。(2)在TI Z-Location Engine监控软件和开发环境基础上进行了扩展功能的上位机软件开发,可分析处理各硬件设备监测到的实时数据,进而驱动相应继电器工作,并能实时显示个监测区域的工作人员数目。(3)采用集成双串口STC89C52单片机开发板和16路集成继电器开关板作为控制模块。单片机由串口接收软件编译的负载开关信息,按照与继电器板约定的通信协议,编制控制指令,再由串口发送给继电器板,进行开关响应。该系统可实现船舱工作区域人来灯亮、人离灯熄,自动调节温湿度值至适宜水平。达到节能增效,智能控制,安全生产的目标。
【关键词】：ZigBee WSN 船体车间 人员定位 照明节能 温湿度自动控制
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U673;TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 无线传感器网络研究现状及发展趋势11-13
• 1.3 论文结构及主要内容13-14
• 第2章 物联网应用之ZigBee无线传感器网络14-28
• 2.1 ZigBee技术概述14-19
• 2.1.1 ZigBee技术特点及应用14-15
• 2.1.2 网络拓扑结构15-16
• 2.1.3 设备地址分配及路由协议16-19
• 2.2 Z-Stack协议栈19-23
• 2.2.1 协议栈层次结构19-21
• 2.2.2 协议栈操作系统21-23
• 2.3 硬件设备介绍23-27
• 2.3.1 课题所用ZigBee模块23-26
• 2.3.2 调试接口及仿真器介绍26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 系统架构28-56
• 3.1 整体设计方案28-35
• 3.1.1 课题研究目标28-29
• 3.1.2 系统功能分析及方案选择29-31
• 3.1.3 开发平台搭建31-35
• 3.2 ZigBee无线定位模块35-42
• 3.2.1 模块结构35-36
• 3.2.2 网络组建36-38
• 3.2.3 定位原理及算法38-41
• 3.2.4 程序调试及下载41-42
• 3.3 温湿度采集模块设计42-43
• 3.4 中央处理单元43-52
• 3.4.1 数据无线发送与接收44-50
• 3.4.2 串口通信设计50-51
• 3.4.3 数据处理及显示51-52
• 3.5 控制模块52-55
• 3.5.1 双串口单片机开发板52-54
• 3.5.2 十六路集成继电器控制板54-55
• 3.6 本章小结55-56
• 第4章 上位机软件开发56-62
• 4.1 软件开发平台搭建56-58
• 4.2 通信协议设置58
• 4.3 软件调试58-60
• 4.4 本章小结60-62
• 第5章 系统调试及结果分析62-70
• 5.1 工作原理及流程62-64
• 5.2 安装测试及结果分析64-66
• 5.3 设计中出现的问题及解决方法66-68
• 5.4 本章小结68-70
• 第6章 总结与展望70-71
• 6.1 论文总结70
• 6.2 下一步工作展望70-71
• 参考文献71-73
• 攻读学位期间公开发表论文73-74
• 致谢74-75
• 作者简介75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 胡庆新;程阵;;基于ZigBee的无线传感器网络定位系统的设计[J];电子技术应用;2009年11期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 黄晓;无线传感器网络应用若干关键问题研究[D];南京邮电大学;2011年

  本文关键词：基于ZigBee的船体车间环境监控及节能控制系统，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：307608