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基于ZigBee技术无线传感器网络小区燃气自动监控系统的设计

发布时间:2018-06-25 03:24

  本文选题:ZigBee技术 + 无线传感器 ; 参考:《兰州理工大学》2017年硕士论文


【摘要】:燃气的使用已经持续了很长时间,并且在未来一段时间内依然是城市的主要做饭取暖方式。但是,燃气在广泛使用的同时,也存在巨大的安全隐患,燃气泄漏引发的中毒、火灾、爆炸事故数不胜数,为了众多民众的生命财产安全,必须对燃气泄漏进行合理有效的监控,所以研发设计燃气自动监控系统解决这一难题有重要意义。本课题主要是设计基于ZigBee技术的无线传感器网络小区燃气自动监控系统,首先从燃气监控系统的研究背景出发,分析建立小区燃气监控系统的必要性,结合国内外研究现状分析我国燃气监控系统存在的不足。其次,通过物联网网络的三层技术架构、ZigBee协议无线传输技术理论介绍,可实现无线网络互连网络。本课题选择CC2530芯片作为主控芯片,传感器由MQ-5燃气传感器和DS18B20温度传感器构成,然后设计整个集成电路。系统的软件设计部分包括节点间通信协议、节点与计算机间通信协议、上位机软件。ZigBee无线通信协议是在IAR开发平台中集成的TI ZSTACK协议栈中设计,然后烧写到芯片中。终端节点通过传感器采集信息,通过发送程序,将采集的信息发送给协调器,协调器再通过RS232串口将信息传输给计算机上的上位机,上位机接收到传输信息后再界面显示终端节点传感器实时状态。硬件和软件设计完成后,对整个系统进行测试,对硬件电路板进行测试,然后在硬件的基础上,对ZigBee通信协议和上位机软件进行测试,上位机上显示传感器节点信息,实现燃气自动监控系统的设计要求。实验结果表明整个系统节点监测数据稳定性良好,组网灵活且功耗较低,具有较高的使用价值。使用ZigBee无线传感器网络自动监控系统,可以满足监控状况实时无线传输的远程遥控,有效避免燃气泄漏造成的危害。为居民便利的使用燃气创造良好条件的同时也极大的提升了燃气安全管控的效率,也提升了居民燃气管控的水平与质量,进而有效的规避了居民使用燃气环节可能产生的一系列安全事故的形成与出现。同时还将居民的燃气使用安全性得到完善,可以有效的应对突发事件,避免事故的发生,对人民的生命和财产具有重大的现实意义。
[Abstract]:The use of gas has lasted for a long time, and is still the main way of cooking and heating in the city for some time. However, while gas is widely used, there are also huge hidden dangers. The number of poisoning, fire and explosion caused by gas leakage is ineffective. For the safety of many people's life and property, it must be fired. The gas leakage is reasonably and effectively monitored, so it is important to design and design gas automatic monitoring system to solve this problem. This topic is mainly designed based on the ZigBee technology of wireless sensor network gas automatic monitoring system. First of all, starting from the research back of the gas monitoring system, the paper analyzes the establishment of a residential gas monitoring system. It is necessary to analyze the shortcomings of China's gas monitoring system in the light of the domestic and foreign research status. Secondly, the wireless network interconnection network can be realized through the introduction of the three layer technology framework of the Internet of things network and the theory of ZigBee protocol wireless transmission technology. This topic chooses the CC2530 chip as the main control chip, and the sensor is composed of MQ-5 gas sensor and DS18B20 The temperature sensor consists of the whole integrated circuit. The software design part of the system includes the communication protocol between nodes, the communication protocol between the nodes and the computer, the.ZigBee wireless communication protocol of the host computer software is designed in the TI ZSTACK protocol stack integrated in the IAR development platform, but the post burn is written to the chip. By sending the program, the information is sent to the coordinator through the sending program. The coordinator transfers the information to the computer on the computer through the RS232 serial port. The upper computer receives the transmission information and then displays the real-time state of the terminal node sensor. After the hardware and software design is completed, the whole system is tested and the hardware circuit board is used. On the basis of the hardware, the ZigBee communication protocol and the host computer software are tested and the sensor node information is displayed on the upper computer to realize the design requirements of the gas automatic monitoring system. The experimental results show that the monitoring data of the whole system node is stable, the network is flexible and the power consumption is low, and it has a high value of use. The use of ZigBee wireless sensor network automatic monitoring system can meet the remote control of real-time wireless transmission of monitoring status, effectively avoid the harm caused by gas leakage. It also greatly improves the efficiency of gas safety management and control, and improves the level of gas management and control for residents. Quality, and thus effectively evade the formation and emergence of a series of safety accidents that may arise from the use of gas in the residents. Meanwhile, the safety of the residents' gas use is improved, which can effectively deal with emergencies, avoid accidents, and have great practical significance to the people's life and property.
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP212.9;TN92;TP277

【参考文献】

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本文编号:2064325

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