基于无线传感网络的室内环境测评系统

发布时间：2017-07-19 17:14

  本文关键词：基于无线传感网络的室内环境测评系统

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【摘要】：居住环境的好坏,直接影响着人们的生活质量,研制基于无线传感网络的室内环境测评系统,对改善家居的舒适度,提高人们的生活水平具有重要意义。本文在研究无线传感器网络、嵌入式虚拟仪器技术理论的基础上,实现了单节点对多节点的温度、湿度、光强度、声音、甲醛浓度等室内参数的采集,经过嵌入式处理器进行数据的分析与处理,并结合热环境、光环境、声环境、甲醛浓度环境舒适度对室内环境的舒适度进行测评,方便人们及时改善生活环境。由此课题提出研制一个室内环境舒适度评判系统,实现对室内环境各个参数的监测,基于评判系统进行综合评判,所以研制室内环境测评系统具有重大的现实意义。首先,从硬件方面进行了数据采集部分的硬件系统搭建,其次,从虚拟仪器软件编程部分进行了评判系统的研究。硬件系统搭建平台选用的是嵌入式STM32控制器,系统上下位机之间采用网络通信模块,基于uIP通信协议,可以实现室内各点的环境参数检测,系统下位机可将数据通过TFT-LCD进行实时显示。文章给出了无线传感网络的室内环境测评系统主要组成,系统下位机主要包括传感器参数采集模块、嵌入式系统模块、网络接口模块等,上位机主要包括数据的处理,采集环境参数的实时曲线显示,舒适度的评判等。本文研究了UCOS-II的特点,并将其移植到嵌入式STM32处理器中,设计了各个硬件模块,编写了相应的应用程序,实现了上下位机的通信及任务调度。系统进行了上下位机的整体联调,系统设计调试的最终结果表明:系统达到了预期的无线通信、传感器环境参数采集、实时环境参数监测及舒适度评判的功能,并且具有扩展性好、可靠性高的特点。
【关键词】：传感器 嵌入式 舒适度评判 测评系统
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 引言8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.2.1 国内研究现状9
• 1.2.2 国外研究现状9-10
• 1.3 论文内容安排10-12
• 第二章 无线传感网络的室内环境测评系统总体方案设计12-19
• 2.1 室内环境监测参数的选定与监测的依据12-13
• 2.2 室内环境监测参数信息监测单元总体方案设计13-14
• 2.3 室内环境舒适度评判单元总体方案设计14-17
• 2.3.1 热环境舒适度评判14-15
• 2.3.2 光环境舒适度评判15
• 2.3.3 声环境舒适度评判15-16
• 2.3.4 甲醛浓度舒适度评判16
• 2.3.5 室内环境舒适度综合评判16-17
• 2.4 测评系统的总体结构17-19
• 第三章 无线传感网络的室内环境测评系统硬件实现19-33
• 3.1 室内环境监测单元的硬件设计与实现19-22
• 3.1.1 室内温湿度采集单元设计实现19-20
• 3.1.2 室内声环境采集单元设计实现20-21
• 3.1.3 室内光环境采集单元设计实现21-22
• 3.1.4 室内甲醛浓度参数采集单元设计实现22
• 3.2 无线传感网络单元的硬件设计与实现22-24
• 3.3 嵌入式处理器平台的硬件设计与实现24-29
• 3.3.1 电源模块25-26
• 3.3.2 复位电路模块26-27
• 3.3.3 时钟电路模块27
• 3.3.4 存储器电路模块27-28
• 3.3.5 TFT-LCD液晶显示模块28-29
• 3.3.6 下载电路模块29
• 3.4 网络接口模块的设计与实现29-33
• 3.4.1 ENC28J60网口电路29-31
• 3.4.2 uIP协议简介31-33
• 第四章 无线传感网络的室内环境测评系统软件设计与实现33-47
• 4.1 传感器数据采集软件设计与实现33-35
• 4.2 无线通信模块软件设计与实现35-37
• 4.3 嵌入式处理器移植UCOSII操作系统的设计与实现37-40
• 4.3.1 UCOSII的简介及移植的条件37-39
• 4.3.2 嵌入式处理器移植UCOSII39-40
• 4.4 ENC28J60网络接口协议栈及其移植的软件设计与实现40-42
• 4.5 虚拟仪器软件设计与实现42-47
• 4.5.1 上位机虚拟仪器简介42-43
• 4.5.2 TCP网络通信43-45
• 4.5.3 实时时间显示45
• 4.5.4 室内环境舒适度评判45-47
• 第五章 无线传感网络的室内环境测评系统整体调试及实现47-57
• 5.1 硬件系统搭建47
• 5.2 传感器数据采集结果分析47-49
• 5.3 测评系统整体联调49-51
• 5.4 上位机监测界面实验结果分析51-57
• 第六章 全文总结57-58
• 参考文献58-60
• 作者简介及科研成果60-61
• 致谢61

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本文编号：563954