基于无线传感网络的楼宇火灾监测系统研究
发布时间:2017-08-19 05:27
本文关键词:基于无线传感网络的楼宇火灾监测系统研究
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【摘要】:针对目前火灾已成为城市主要灾难之一的现状,以及传统楼宇火灾监测和预防的不足,论文简述了无线传感网络在楼宇火灾监测应用上的优势和挑战,并在该应用背景下,对无线传感网络所面临的主要问题进行了研究。参照传统的火灾监测手段和火灾监测系统在国家标准中的要求,设计了基于无线传感器网络的楼宇火灾监测系统。主要工作内容包括以下几个方面:⑴论文分析了无线传感器网络应用于楼宇火灾监测的若干关键问题,根据火灾监测系统的需求,在参考相关国家标准要求的同时,设计了基于无线传感器网络的楼宇火灾监测系统框架。⑵为了保证下位系统数据采集传输的可靠性,论文从硬件和软件两方面分别对节点模块和网关模块进行了设计。硬件方面:说明了各个硬件模块的设计方法,包括硬件芯片的选型,模块电路的设计以及硬件PCB的制作等。软件方面:在深入分析ZStack-2007协议栈,TCP/IP协议栈,Socket通信,嵌入式系统的基础上,实现了ZigBee节点模块和ZigBee-WiFi网关模块的基本功能。⑶论文采用C/S网络架构,MySQL数据库,多线程服务器,XML文件管理等技术手段,在Qt平台上开发设计了数据监控中心软件,该软件实现了数据的实时动态曲线显示,历史数据的查询,节点信息的编辑与查看,报警值的设定,局域网内的数据分享等功能。⑷论文分析了ZigBee和WiFi信道分布机理,设计了软件抗干扰方案。对整个系统从下至上逐一进行测试验证,根据这些测试结果,同时依照国家标准,制定了网络节点的部署方案。
【关键词】:无线传感网络 火灾监测 网关设计 数据监控中心 节点部署
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU998.1;TP212.9;TN929.5
【目录】:
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-9
- 1 绪论9-15
- 1.1 研究的背景9-11
- 1.1.1 研究的目的与意义9-10
- 1.1.2 国内外无线传感网络的研究应用现状10-11
- 1.2 无线传感网络应用于楼宇火灾监测的关键问题11-13
- 1.2.1 无线传感网络火灾监测节点研究11-12
- 1.2.2 无线传感网络的节点部署策略研究12
- 1.2.3 数据监控中心的研究12-13
- 1.3 本论文组织结构13-15
- 2 无线传感网络火灾监测系统分析与设计15-23
- 2.1 系统功能需求分析15-16
- 2.2 火灾监测标准及参数16-17
- 2.3 无线传感网络高层火灾监测系统框架设计17-18
- 2.4 无线传感网络火灾监测节点总体设计18-19
- 2.5 ZigBee-WiFi网关的总体设计19
- 2.6 无线传感网络火灾监测节点部署分类19-21
- 2.7 无线传感网络火灾监测数据监控中心总体设计21
- 2.8 本章小结21-23
- 3 火灾监测系统节点与网关设计23-53
- 3.1 火灾监测节点硬件设计23-31
- 3.1.1 硬件选型23-27
- 3.1.2 ZigBee模块设计27-28
- 3.1.3 传感器模块设计28-31
- 3.2 火灾监测网关硬件设计31-33
- 3.2.1 硬件选型31-33
- 3.2.2 网关模块设计33
- 3.3 节点与网关的硬件PCB设计33-37
- 3.4 节点与网关的软件设计37-51
- 3.4.1 ZStack-2007 协议栈37-40
- 3.4.2 ZigBee+PA模块协议栈配置40-42
- 3.4.3 协调器节点软件设计42-43
- 3.4.4 路由和终端节点软件设计43-46
- 3.4.5 传感器模块软件设计46-47
- 3.4.6 网关模块软件设计47-51
- 3.5 本章小结51-53
- 4 数据监控中心的设计53-69
- 4.1 开发软件的选择53-54
- 4.2 数据监控中心网络架构的设计54-56
- 4.2.1 C/S网络总体设计54-55
- 4.2.2 多线程服务器的设计55-56
- 4.3 SQLite数据库的建立56-58
- 4.4 XML文件的建立58-60
- 4.5 数据监控中心界面设计60-67
- 4.5.1 用户登录界面的设计61-62
- 4.5.2 通信方式界面设计62-64
- 4.5.3 参考值设定界面设计64
- 4.5.4 节点信息界面设计64-65
- 4.5.5 主窗口界面设计65-66
- 4.5.6 历史数据库界面设计66-67
- 4.6 本章小结67-69
- 5 无线传感网络火灾监测抗干扰设计与系统测试69-85
- 5.1 ZigBee和WiFi共存设计69-72
- 5.1.1 Zigbee和Wi-Fi的信道分布69-70
- 5.1.2 Zigbee和Wi-Fi的抗干扰方案70-72
- 5.2 传感器模块测试72-73
- 5.3 ZigBee节点通信测试73-76
- 5.4 ZigBee-WiFi网关通讯测试76
- 5.5 系统整体测试76-83
- 5.6 本章小结83-85
- 6 无线传感网络火灾监测节点部署设计85-91
- 6.1 节点部署在国家标准规范的说明85
- 6.2 火灾监测节点路由算法85-87
- 6.2.1 AODV路由协议85-86
- 6.2.2 Cluster-Tree路由算法86-87
- 6.3 火灾监测节点网络设计87-89
- 6.4 本章小结89-91
- 7 总结91-93
- 7.1 全文主要工作总结91-92
- 7.2 研究不足及展望92-93
- 参考文献93-97
- 攻读硕士期间发表的学术论文及成果97-99
- 致谢99
本文编号:698953
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