本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee的大氣PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

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【摘要】：物聯(lián)網(wǎng)為大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)引入了新的概念、新的技術(shù)和新的方法。把感應(yīng)器嵌入到大氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中,感知大氣中PM2.5顆粒大小和有毒氣體濃度等信息。將現(xiàn)有分散、獨(dú)立、單一的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管平臺(tái)提升為系統(tǒng)、開放、多元的綜合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管平臺(tái)。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),它是近幾年興起的技術(shù),以其布網(wǎng)方便、低功耗、低價(jià)格等特點(diǎn),引起了廣泛的關(guān)注。將其應(yīng)用于大氣PM2.5監(jiān)測(cè)上,是對(duì)現(xiàn)有有線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)很好的補(bǔ)充,尤其用在有線監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)無(wú)法監(jiān)測(cè)的一些盲區(qū),以及無(wú)法布線的地方。無(wú)線監(jiān)測(cè)與有線監(jiān)測(cè)相結(jié)合將極大的提高監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的完整性。本課題將ZigBee技術(shù)應(yīng)用于大氣PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中,將很好地改善傳統(tǒng)中即時(shí)通信的不足,通過(guò)建立大氣污染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),對(duì)提前預(yù)報(bào)突發(fā)性重大災(zāi)難性大氣污染事件非常有幫助。 本文以無(wú)線通信協(xié)議ZigBee為基礎(chǔ),采用TI公司的Z-Stack協(xié)議棧,以CC2530芯片為核心,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)自組織、低成本的PM2.5無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)置,共三部分,具體為傳感及控制模塊、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊和嵌入式網(wǎng)關(guān)。傳感及控制模塊作為網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn),放置合適的位置,隨時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境信息,這些數(shù)據(jù)信息傳給協(xié)調(diào)器。協(xié)調(diào)器建立整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),保障網(wǎng)絡(luò)正常通信,進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳遞。嵌入式網(wǎng)關(guān)充當(dāng)了管理中心,能夠使管理人員對(duì)整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和控制。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試并與國(guó)外同等設(shè)備DustTrak Ⅱ進(jìn)行比較,證明該系統(tǒng)測(cè)量準(zhǔn)確,應(yīng)用前景廣。
【關(guān)鍵詞】：PM2.5 ZigBee CC2530 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X84;TN92
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-16
• 1.1 課題背景12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13
• 1.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用13-14
• 1.4 本文的主要工作14-16
• 2 ZigBee技術(shù)及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)16-36
• 2.1 ZigBee技術(shù)概述16-17
• 2.2 ZigBee技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)17-18
• 2.3 Zigbee協(xié)議棧架構(gòu)18-29
• 2.3.1 物理層20-22
• 2.3.2 媒體訪問(wèn)控制子層22-25
• 2.3.3 網(wǎng)絡(luò)層25-27
• 2.3.4 應(yīng)用層27-29
• 2.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)29-34
• 2.4.1 線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)30-31
• 2.4.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要關(guān)鍵技術(shù)31-33
• 2.4.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 3 大氣PM2.5 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)36-54
• 3.1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)36-37
• 3.2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信模塊設(shè)計(jì)37-41
• 3.3 擴(kuò)展功能模塊設(shè)計(jì)41-44
• 3.4 終端節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)44-50
• 3.5 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)50-51
• 3.6 路由器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)51-52
• 3.7 本章小結(jié)52-54
• 4 大氣PM2.5 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)54-66
• 4.1 軟件開發(fā)平臺(tái)搭建54
• 4.2 ZigBee 協(xié)議棧軟件開發(fā)中的作用54-58
• 4.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信模塊軟件實(shí)現(xiàn)58-61
• 4.3.1 終端節(jié)點(diǎn)各傳感器模塊的軟件實(shí)現(xiàn)58-59
• 4.3.2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊的軟件設(shè)計(jì)59-60
• 4.3.3 管理中心的軟件設(shè)計(jì)60-61
• 4.4 PM2.5濃度標(biāo)定61-66
• 5 大氣PM2.5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)試66-70
• 5.1 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的調(diào)試66
• 5.2 傳感及控制模塊的調(diào)試66-67
• 5.3 PM2.5標(biāo)定測(cè)試67-68
• 5.4 PM2.5無(wú)線監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試68-70
• 6 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 本文總結(jié)70
• 6.2 下一步展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76-78
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：569891