隨著物聯(lián)網(wǎng)、感知技術(shù)的飛速發(fā)展,無線傳感網(wǎng)的應用領域越來越廣泛,其中基于ZigBee技術(shù)的傳感網(wǎng)日漸成為研究熱點。CAN總線安全、可靠、高速等優(yōu)點是目前應用廣泛的現(xiàn)場總線之一。論文將CAN總線有線網(wǎng)絡與ZigBee無線網(wǎng)絡相結(jié)合,模擬驗證了結(jié)合網(wǎng)絡在空氣鉆井中通信的可行性。論文設計了 CAN總線結(jié)合ZigBee的兩種數(shù)據(jù)通信方式,分析了兩種通信方式的優(yōu)缺點。論文設計了隨鉆傳感器節(jié)點、CAN/ZigBee節(jié)點、協(xié)調(diào)器節(jié)點。隨鉆傳感器節(jié)點采集數(shù)據(jù),并通過CAN總線網(wǎng)絡與CAN/ZigBee節(jié)點通信;CAN/ZigBee節(jié)點負責CAN總線數(shù)據(jù)與ZigBee無線數(shù)據(jù)之間協(xié)議轉(zhuǎn)換,并通過CAN總線與隨鉆傳感器節(jié)點通信,通過ZigBee無線網(wǎng)絡與ZigBee網(wǎng)絡中的協(xié)調(diào)器通信;協(xié)調(diào)器負責ZigBee無線網(wǎng)絡的組建,并通過串口與監(jiān)測中心上位機通信,同時,協(xié)調(diào)器以廣播的方式向CAN/ZigBee節(jié)點發(fā)送指令。論文描述了隨鉆傳感器節(jié)點、CAN/ZigBee節(jié)點、協(xié)調(diào)器節(jié)點硬件系統(tǒng)框架及各節(jié)點具備的功能。設計了各節(jié)點硬件電路及各節(jié)點應用程序。隨鉆傳感器節(jié)點、CAN/ZigBee節(jié)點的CAN總線控制器采用M... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 空氣鉆井燃爆監(jiān)測背景及意義
    1.2 空氣鉆井燃爆監(jiān)測研究現(xiàn)狀
    1.3 論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 CAN總線結(jié)合ZigBee的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)
    2.1 CAN總線技術(shù)
    2.2 ZigBee網(wǎng)絡技術(shù)
    2.3 CAN總線結(jié)合ZigBee的通信方式
        2.3.1 CAN總線結(jié)合ZigBee通信方式一
        2.3.2 CAN總線結(jié)合ZigBee通信方式二
第3章 模擬燃爆監(jiān)測系統(tǒng)工作原理
    3.1 井下出水監(jiān)測原理
    3.2 危險氣體燃爆監(jiān)測原理
    3.3 溫度對相對濕度的影響
    3.4 甲烷爆炸極限受溫度及壓力的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 系統(tǒng)傳感器及模擬環(huán)境搭建方案
    4.1 溫濕度傳感器
    4.2 氧氣傳感器
    4.3 甲烷傳感器
    4.4 空氣鉆井燃爆監(jiān)測模擬環(huán)境搭建總體方案
    4.5 本章小結(jié)
第5章 空氣鉆井井下燃爆監(jiān)測系統(tǒng)設計
    5.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設計
        5.1.1 系統(tǒng)通信網(wǎng)絡需求分析
        5.1.2 CAN總線拓撲結(jié)構(gòu)
        5.1.3 ZigBee網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
        5.1.4 系統(tǒng)總體架構(gòu)
    5.2 系統(tǒng)硬件設計
        5.2.1 隨鉆傳感器節(jié)點
        5.2.2 CAN/ZigBee節(jié)點
        5.2.3 協(xié)調(diào)器節(jié)點
    5.3 監(jiān)測系統(tǒng)節(jié)點程序設計
        5.3.1 隨鉆傳感器節(jié)點程序設計
        5.3.2 CAN/ZigBee節(jié)點程序設計
        5.3.3 協(xié)調(diào)器控制程序設計
        5.3.4 數(shù)據(jù)幀格式
    5.4 本章小結(jié)
第6章 監(jiān)測中心上位機設計
    6.1 上位機需求分析
    6.2 開發(fā)平臺環(huán)境
        6.2.1 MyEclipse 8.6特點
        6.2.2 Java語言的特點
        6.2.3 數(shù)據(jù)存儲管理
    6.3 監(jiān)測中心上位機程序功能設計
    6.4 灰色GM(1,1)預測模型
        6.4.1 灰色GM(1,1)預測模型理論
        6.4.2 灰色GM(1,1)預測模型改進
        6.4.3 燃爆監(jiān)測系統(tǒng)預測算法
        6.4.4 MATLAB與Java混合編程
    6.5 本章小結(jié)
第7章 系統(tǒng)測試
    7.1 井下出水預警測試
        7.1.1 本系統(tǒng)井下出水等級劃分
        7.1.2 井下出水預警模擬測試
    7.2 甲烷濃度監(jiān)測測試
    7.3 氧氣濃度監(jiān)測測試
    7.4 甲烷燃爆預警測試
        7.4.1 本系統(tǒng)甲烷燃爆等級劃分
        7.4.2 甲烷燃爆預警模擬測試
    7.5 本章小結(jié)
結(jié)論
    工作總結(jié)
    研究展望
致謝
參考文獻
附錄1 隨鉆傳感器節(jié)點原理圖
附錄2 CAN/ZigBee節(jié)點原理圖
附錄3 協(xié)調(diào)器節(jié)點原理圖
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果



本文編號：3521849