基于Zigbee的地鐵站施工環(huán)境監(jiān)測與人員定位系統(tǒng)的設(shè)計
發(fā)布時間:2020-12-13 16:36
地鐵施工工程一般深處地下且環(huán)境封閉,其施工過程管理越來越受到各部門的重視,F(xiàn)有的地鐵施工過程管理,尤其是施工人員及施工現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測,存在數(shù)據(jù)采集缺失、人員定位實時性差和管理模式效率低等缺點。針對此問題,本課題設(shè)計了地鐵站施工環(huán)境監(jiān)測與人員定位系統(tǒng)。通過監(jiān)測環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù),對建筑專業(yè)、機電專業(yè)的施工進(jìn)度及工序進(jìn)行調(diào)整;通過監(jiān)測煙霧含量,及時對封閉空間的作業(yè)人員進(jìn)行疏散,并采取強制通風(fēng)措施保證生產(chǎn)安全;通過紅外傳感器對軌道等禁入空間進(jìn)行封閉管理;通過人員定位來實現(xiàn)現(xiàn)場人員的動態(tài)管理。該系統(tǒng)的硬件有三大部分組成:數(shù)據(jù)采集終端、無線數(shù)據(jù)傳輸和上位機。數(shù)據(jù)采集終端選用CC2430作為微處理器、DHT11傳感器模塊、MQ-2煙霧傳感器與紅外人體傳感器;無線數(shù)據(jù)傳輸部分采用了CC2430/CC2431,內(nèi)置Zigbee協(xié)議棧;數(shù)據(jù)傳至上位機,上位機存儲和顯示地鐵施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)并實時監(jiān)測,對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行報警。該系統(tǒng)的軟件有三大部分組成:1.使用IAR作為編程開發(fā)環(huán)境,設(shè)計了地鐵施工現(xiàn)場終端數(shù)據(jù)采集節(jié)點程序,并通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸,把終端的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給協(xié)調(diào)器。通過協(xié)調(diào)器節(jié)點將數(shù)據(jù)上傳給上位機。2.采用基...
【文章來源】:河北科技大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 概述
1.1.1 課題背景與意義
1.1.2 國內(nèi)外發(fā)展情況
1.2 本課題研究的主要內(nèi)容與需要解決的關(guān)鍵問題
1.2.1 本課題研究內(nèi)容
1.2.2 本課題需要解決的關(guān)鍵問題
第2章 Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)及其定位技術(shù)
2.1 Zigbee技術(shù)
2.1.1 Zigbee技術(shù)簡介
2.1.2 Zigbee標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議
2.1.3 Zigbee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
2.2 Zigbee實時操作系統(tǒng)
2.3 無線信號的組網(wǎng)技術(shù)
2.3.1 IAR下協(xié)議棧架構(gòu)
2.3.2 網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)
2.3.3 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建流程
2.4 Zigbee定位算法
2.4.1 基于RSSI的定位法
2.4.2 基于TOA的定位法
2.4.3 基于AOA的定位法
2.5 Zigbee技術(shù)與其他無線通信技術(shù)比較
2.6 本章小結(jié)
第3章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件設(shè)計
3.1 系統(tǒng)的整體方案設(shè)計
3.2 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計
3.2.1 CC2430/CC2431 最小系統(tǒng)電路設(shè)計
3.2.2 傳感器電路設(shè)計
3.2.3 USB/TTL轉(zhuǎn)換電路
3.3 本章小結(jié)
第4章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件設(shè)計
4.1 軟件設(shè)計概述
4.2 下位機定位算法研究
4.2.1 硬件定位引擎的RSSI定位流程
4.2.2 增加環(huán)境適應(yīng)性的算法
4.3 下位機Zigbee組網(wǎng)與收發(fā)程序設(shè)計
4.3.1 組網(wǎng)流程
4.3.2 接收端流程
4.3.3 發(fā)送端流程
4.4 下位機外設(shè)驅(qū)動設(shè)計
4.4.1 溫濕度傳感器程序設(shè)計
4.4.2 紅外人體感應(yīng)傳感器程序設(shè)計
4.4.3 可燃?xì)怏w感應(yīng)傳感器程序設(shè)計
4.5 上位機登錄界面的設(shè)計
4.5.1 用戶登錄模塊
4.5.2 用戶的數(shù)據(jù)管理模塊
4.6上位機C#人機界面設(shè)計
4.6.1 登錄界面的實現(xiàn)
4.6.2 C#串口通信程序設(shè)計
4.6.3 C#坐標(biāo)界面繪制
4.7 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計
4.7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的規(guī)則
4.7.2 數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.8 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)實現(xiàn)與數(shù)據(jù)分析
5.1 系統(tǒng)實現(xiàn)
5.1.1 硬件調(diào)試
5.1.2 軟件調(diào)試
5.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析
5.2.1 節(jié)點定位數(shù)據(jù)分析
5.2.2 溫濕度采集數(shù)據(jù)分析
5.2.3 可燃?xì)怏w采集數(shù)據(jù)分析
5.2.4 紅外人體采集數(shù)據(jù)分析
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]智能家居通訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究[J]. 王章弘,陳曦. 計算技術(shù)與自動化. 2019(03)
[2]智能小區(qū)家庭網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 陶加祥,豆春該,萬建,張博康. 自動化儀表. 2019(09)
[3]面向短距離低功耗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的無線ZigBee系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 張啟揚. 電子技術(shù)與軟件工程. 2019(16)
[4]基于ZigBee背景噪聲的被動室內(nèi)人體感應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計[J]. 田沐鑫,何極,陳邦亮,趙萌,陳芬. 信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全. 2019(07)
[5]智能廠房溫濕度智能測控分析系統(tǒng)設(shè)計[J]. 徐志浩,舒夢,林翌臻,王賢芬,勵麗,孫建國,張慶俊. 自動化與儀器儀表. 2019(06)
[6]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 馬榮華,歐陽繕,王魯豫,張晨華. 桂林電子科技大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[7]基于ZigBee的居家養(yǎng)老系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 丁莉,王中生. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2019(01)
[8]基于RSSI與ZigBee技術(shù)的公交車定位方法研究[J]. 陳曉旭,姚曉峰. 大連交通大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[9]基于ZigBee的定位及體征監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 孫旭東,董思招,王亞龍,蔡夢程,黃世杰,黎建華. 電子設(shè)計工程. 2019(02)
[10]基于Zigbee的分布式家庭語音控制系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 張靈健,郝萬君,陳嘉華,陳珍萍,孫浩卜. 電子設(shè)計工程. 2019(02)
博士論文
[1]面向物聯(lián)網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)路由及節(jié)點定位研究[D]. 田洪亮.吉林大學(xué) 2017
碩士論文
[1]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的光伏逆變并網(wǎng)研究[D]. 徐鵬飛.湖北民族學(xué)院 2018
[2]基于ZigBee的路由算法優(yōu)化研究[D]. 劉多多.西南科技大學(xué) 2018
[3]車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下通信單元需求建模與設(shè)計實現(xiàn)[D]. 尉江華.北京交通大學(xué) 2018
[4]基于ZigBee協(xié)議室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 劉博.東北師范大學(xué) 2018
[5]基于物聯(lián)網(wǎng)的城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)研究[D]. 王飛文.南昌航空大學(xué) 2018
[6]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)研究[D]. 黃文永.西安科技大學(xué) 2018
[7]帶定位信息的ZigBee溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 閆思銳.貴州大學(xué) 2018
[8]DOAS的光路自動對準(zhǔn)裝置研究[D]. 張?zhí)┏?黑龍江大學(xué) 2018
[9]基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的LAMOST新型光纖定位單元的測試與控制[D]. 沈煜燃.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[10]基于Zigbee的中小企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 范啟富.西京學(xué)院 2018
本文編號:2914840
【文章來源】:河北科技大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 概述
1.1.1 課題背景與意義
1.1.2 國內(nèi)外發(fā)展情況
1.2 本課題研究的主要內(nèi)容與需要解決的關(guān)鍵問題
1.2.1 本課題研究內(nèi)容
1.2.2 本課題需要解決的關(guān)鍵問題
第2章 Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)及其定位技術(shù)
2.1 Zigbee技術(shù)
2.1.1 Zigbee技術(shù)簡介
2.1.2 Zigbee標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議
2.1.3 Zigbee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
2.2 Zigbee實時操作系統(tǒng)
2.3 無線信號的組網(wǎng)技術(shù)
2.3.1 IAR下協(xié)議棧架構(gòu)
2.3.2 網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)
2.3.3 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建流程
2.4 Zigbee定位算法
2.4.1 基于RSSI的定位法
2.4.2 基于TOA的定位法
2.4.3 基于AOA的定位法
2.5 Zigbee技術(shù)與其他無線通信技術(shù)比較
2.6 本章小結(jié)
第3章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件設(shè)計
3.1 系統(tǒng)的整體方案設(shè)計
3.2 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計
3.2.1 CC2430/CC2431 最小系統(tǒng)電路設(shè)計
3.2.2 傳感器電路設(shè)計
3.2.3 USB/TTL轉(zhuǎn)換電路
3.3 本章小結(jié)
第4章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件設(shè)計
4.1 軟件設(shè)計概述
4.2 下位機定位算法研究
4.2.1 硬件定位引擎的RSSI定位流程
4.2.2 增加環(huán)境適應(yīng)性的算法
4.3 下位機Zigbee組網(wǎng)與收發(fā)程序設(shè)計
4.3.1 組網(wǎng)流程
4.3.2 接收端流程
4.3.3 發(fā)送端流程
4.4 下位機外設(shè)驅(qū)動設(shè)計
4.4.1 溫濕度傳感器程序設(shè)計
4.4.2 紅外人體感應(yīng)傳感器程序設(shè)計
4.4.3 可燃?xì)怏w感應(yīng)傳感器程序設(shè)計
4.5 上位機登錄界面的設(shè)計
4.5.1 用戶登錄模塊
4.5.2 用戶的數(shù)據(jù)管理模塊
4.6上位機C#人機界面設(shè)計
4.6.1 登錄界面的實現(xiàn)
4.6.2 C#串口通信程序設(shè)計
4.6.3 C#坐標(biāo)界面繪制
4.7 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計
4.7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的規(guī)則
4.7.2 數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.8 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)實現(xiàn)與數(shù)據(jù)分析
5.1 系統(tǒng)實現(xiàn)
5.1.1 硬件調(diào)試
5.1.2 軟件調(diào)試
5.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析
5.2.1 節(jié)點定位數(shù)據(jù)分析
5.2.2 溫濕度采集數(shù)據(jù)分析
5.2.3 可燃?xì)怏w采集數(shù)據(jù)分析
5.2.4 紅外人體采集數(shù)據(jù)分析
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]智能家居通訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究[J]. 王章弘,陳曦. 計算技術(shù)與自動化. 2019(03)
[2]智能小區(qū)家庭網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 陶加祥,豆春該,萬建,張博康. 自動化儀表. 2019(09)
[3]面向短距離低功耗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的無線ZigBee系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 張啟揚. 電子技術(shù)與軟件工程. 2019(16)
[4]基于ZigBee背景噪聲的被動室內(nèi)人體感應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計[J]. 田沐鑫,何極,陳邦亮,趙萌,陳芬. 信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全. 2019(07)
[5]智能廠房溫濕度智能測控分析系統(tǒng)設(shè)計[J]. 徐志浩,舒夢,林翌臻,王賢芬,勵麗,孫建國,張慶俊. 自動化與儀器儀表. 2019(06)
[6]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 馬榮華,歐陽繕,王魯豫,張晨華. 桂林電子科技大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[7]基于ZigBee的居家養(yǎng)老系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 丁莉,王中生. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2019(01)
[8]基于RSSI與ZigBee技術(shù)的公交車定位方法研究[J]. 陳曉旭,姚曉峰. 大連交通大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[9]基于ZigBee的定位及體征監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 孫旭東,董思招,王亞龍,蔡夢程,黃世杰,黎建華. 電子設(shè)計工程. 2019(02)
[10]基于Zigbee的分布式家庭語音控制系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 張靈健,郝萬君,陳嘉華,陳珍萍,孫浩卜. 電子設(shè)計工程. 2019(02)
博士論文
[1]面向物聯(lián)網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)路由及節(jié)點定位研究[D]. 田洪亮.吉林大學(xué) 2017
碩士論文
[1]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的光伏逆變并網(wǎng)研究[D]. 徐鵬飛.湖北民族學(xué)院 2018
[2]基于ZigBee的路由算法優(yōu)化研究[D]. 劉多多.西南科技大學(xué) 2018
[3]車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下通信單元需求建模與設(shè)計實現(xiàn)[D]. 尉江華.北京交通大學(xué) 2018
[4]基于ZigBee協(xié)議室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 劉博.東北師范大學(xué) 2018
[5]基于物聯(lián)網(wǎng)的城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)研究[D]. 王飛文.南昌航空大學(xué) 2018
[6]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)研究[D]. 黃文永.西安科技大學(xué) 2018
[7]帶定位信息的ZigBee溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 閆思銳.貴州大學(xué) 2018
[8]DOAS的光路自動對準(zhǔn)裝置研究[D]. 張?zhí)┏?黑龍江大學(xué) 2018
[9]基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的LAMOST新型光纖定位單元的測試與控制[D]. 沈煜燃.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[10]基于Zigbee的中小企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 范啟富.西京學(xué)院 2018
本文編號:2914840
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