基于无线网络的车间环境监测与智能控制系统设计研究

发布时间：2017-08-10 11:09

  本文关键词：基于无线网络的车间环境监测与智能控制系统设计研究

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【摘要】：随着加工技术装备和无线传感器网络的不断改进和更新,我国鸡肉加工的机械化和智能化程度显著提高。鸡肉加工产业得到了迅猛发展,鸡肉产品日益多样化,消费量与日俱增。尽管鸡肉生产量和消费量增长迅速、前景良好,但目前我国肉鸡加工业的发展水平与发达国家相比还有很大差距,肉鸡屠宰车间环境的采集和生产线上肉鸡数量的采集依然需要大量人工参与操作,先进的智能化理念尚未形成。近年来,随着物联网技术的推波助澜,为了满足肉鸡屠宰企业对车间生产信息传递和车间环境采集的高效率、高精度要求,智能数据采集控制作为物联网的典型应用成为了一个新的研究热点。在智能数据采集控制系统中,采集设备和传输设备的正常运行是智能数据采集控制系统的关键。因此该文重点研究的是基于ZigBee/GPRS技术的肉鸡屠宰生产过程中智能数据采集控制的一体化装置。该项目研究的主要内容如下:利用K60单片机做基站下位机,节点STC12C5A60S2主控芯片监听基站发来的数据采集指令,节点收到数据采集指令后通过传感器进行数据采集,数据采集完成后按照一定的格式整理成字符串,通过ZigBee将数据发送到基站,然后基站将采集到的数据通过GPRS传输发送到上位机,对接收到的数据进行分析,然后对车间环境进行智能控制,同时可以基于ASP.NET 2.0的Web网络应用程序,实现应用客户端与数据服务器终端的交互。该项目旨在通过计算机技术和传感器技术的综合应用,将数据监测和智能控制引入到无线网络,实现数据的实时采集和处理的无线化、自动化和智能化。该系统结构简单,运行稳定、可靠,上位机交互界面友好,能够实现预期的目的和要求。(1)借助于ZigBee/GPRS通信技术和Internet互联网,组成中心点—多点的智能数据采集监测和控制系统,实现车间环境的智能控制。(2)实现远程访问上位机以及对远程数据采集的智能控制,利用ASP网络设计语言与数据库相结合,采集信息通过Internet更好地为用户提供方便的信息查询服务。(3)将GPRS无线通信技术应用于肉鸡屠宰企业车间环境和生产数据的传输领域,,能够实现根据车间内温度和光照强度进行智能控制,实现车间环境控制的智能化,节省了大量人力物力。
【关键词】：远程监控 ZigBee传感器网络 GPRS 数据采集 无线传感器网络 数据库
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273.5
【目录】：

• 中文摘要7-8
• Abstract8-10
• 1 引言10-15
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 该文主要研究内容12-13
• 1.4 研究方法和技术路线13-14
• 1.4.1 研究方法13
• 1.4.2 技术路线13-14
• 1.5 研究的创新点14-15
• 2 智能控制系统总体设计15-19
• 2.1 智能控制系统需求分析15
• 2.2 系统总体设计方案15-18
• 2.2.1 系统总体设计15-16
• 2.2.2 基站模块设计16
• 2.2.3 肉鸡数量采集模块设计16-17
• 2.2.4 智能灯光控制模块设计17-18
• 2.2.5 温度控制模块设计18
• 2.3 本章小结18-19
• 3 智控系统硬件介绍及电路设计19-38
• 3.1 概述19-20
• 3.2 基站处理器模块20-25
• 3.2.1 MK60DNS512ZVLQ10单片机简介20-21
• 3.2.2 无线通信模块21-22
• 3.2.3 ZigBee汇聚节点模块22-24
• 3.2.4 液晶显示模块简介及检测电路设计24-25
• 3.3 节点处理器模块25-29
• 3.3.1 STC12C5A60S2单片机简介25-27
• 3.3.2 ZigBee发送节点模块27-28
• 3.3.3 二氧化碳传感器简介及检测电路设计28-29
• 3.4 温度控制模块硬件选型及电路设计29-32
• 3.4.1 温度传感器简介29-31
• 3.4.2 DS18B20温度采集电路设计31-32
• 3.4.3 风机选型32
• 3.4.4 风机控制电路设计32
• 3.5 智能灯光控制模块硬件选型及电路设计32-36
• 3.5.1 工作原理32-34
• 3.5.2 光照强度采集节点硬件选型及电路设计34-35
• 3.5.3 调光节点硬件选型及电路设计35-36
• 3.6 肉鸡数量采集模块硬件选型及电路设计36-37
• 3.7 供电模块设计37
• 3.8 本章小结37-38
• 4 智能控制系统软件设计38-52
• 4.1 概述38
• 4.2 GPRS无线通信技术38-40
• 4.2.1 GPRS技术简介38
• 4.2.2 GPRS系统结构38-39
• 4.2.3 GPRS技术优势39-40
• 4.3 ZigBee通信技术40-43
• 4.3.1 ZigBee技术简介40
• 4.3.2 ZigBee技术特点40
• 4.3.3 ZigBee的层次结构40-42
• 4.3.4 ZigBee的网络拓扑结构42-43
• 4.3.5 无线通信模块网络通信43
• 4.4 基站程序设计43-45
• 4.4.1 基站软件程序设计43-44
• 4.4.2 数据采集处理子程序44-45
• 4.5 智能灯光控制程序设计45
• 4.6 温度控制程序设计45-46
• 4.7 肉鸡数量采集程序设计46-47
• 4.8 上位机软件设计47-52
• 4.8.1 上位机编程软件Visual Studio简介47-48
• 4.8.2 登陆界面及账号管理48-49
• 4.8.3 管理系统主界面49-50
• 4.8.4 数据库模块设计50-51
• 4.8.5 基于Web的数据管理模块设计51-52
• 5 试验与结果分析52-56
• 5.1 ZigBee数据采集节点测试52-53
• 5.1.1 无障碍传输距离测试52-53
• 5.1.2 有障碍传输距离测试53
• 5.2 智能灯光控制系统硬件调试53-54
• 5.3 风机转速测试54
• 5.4 Web页面显示测试54-55
• 5.5 系统整体性测试55-56
• 6 总结与展望56-57
• 参考文献57-60
• 致谢60-61
• 攻读硕士学位期间的研究成果61-62
• 附录62-65

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本文编号：650358