發(fā)布時(shí)間：2023-08-01 18:53

　　隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與智能移動(dòng)終端技術(shù)日新月異的發(fā)展,遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和便捷性得到了巨大提高。而隨著當(dāng)今時(shí)代工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,易燃有害氣體也在不斷衍生,所以構(gòu)建工業(yè)化氣體濃度監(jiān)測(cè)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)越來越重要,工業(yè)化氣體濃度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括氣體檢測(cè)終端與遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)兩個(gè)方面。目前市面上的氣體檢測(cè)終端廣泛存在檢測(cè)氣體單一、穩(wěn)定性差、精度不高等問題,并且大多采用便攜式,需要去現(xiàn)場(chǎng)采集,效率不高且實(shí)時(shí)性監(jiān)控不夠。在無線通信監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用方面,傳統(tǒng)上大多采用ZigBee、WIFI、3G/4G等技術(shù)進(jìn)行通信,而這些技術(shù)具有不適用于長(zhǎng)距離通信、抗干擾能力弱、成本高等相應(yīng)缺點(diǎn),并不適用于監(jiān)控工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。因此,如何擴(kuò)大通信距離、增強(qiáng)抗干擾的能力、使組網(wǎng)更加便捷、提高終端檢測(cè)儀的穩(wěn)定性與實(shí)時(shí)性等,成了工業(yè)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中迫切需要研究的問題。本論文將基于擴(kuò)頻原理的長(zhǎng)距離(Long Range,LoRa)無線傳輸技術(shù)運(yùn)用到工業(yè)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中,并考慮在實(shí)際應(yīng)用中,工業(yè)易燃有害氣體的多樣性以及環(huán)境的特殊性會(huì)對(duì)采集信號(hào)造成一定的干擾,設(shè)計(jì)了一種基于Android和LoRa的工業(yè)化氣體濃度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)整...

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 氣體檢測(cè)儀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 LoRa網(wǎng)絡(luò)國(guó)內(nèi)外部署發(fā)展?fàn)顩r
    1.3 論文主要內(nèi)容和章節(jié)安排
        1.3.1 主要內(nèi)容
        1.3.2 章節(jié)安排
第二章 總體方案的設(shè)定及關(guān)鍵技術(shù)研究
    2.1 總體方案設(shè)定
    2.2 LoRa技術(shù)
        2.2.1 LoRa通信技術(shù)介紹
        2.2.2 LoRaWAN協(xié)議
        2.2.3 擴(kuò)頻通信原理
        2.2.4 LoRa數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)分析
        2.2.5 空中傳輸時(shí)間計(jì)算
        2.2.6 LoRa無線頻段選擇
    2.3 GPRS技術(shù)
        2.3.1 GPRS簡(jiǎn)介
        2.3.2 GPRS網(wǎng)絡(luò)體系
    2.4 Android應(yīng)用程序開發(fā)
        2.4.1 Android系統(tǒng)簡(jiǎn)介
        2.4.2 Android軟件架構(gòu)
        2.4.3 Android開發(fā)環(huán)境搭建過程
        2.4.4 Android開發(fā)四大組件
第三章 氣體濃度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.1 匯聚節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)
        3.1.1 STM32F103核心電路設(shè)計(jì)
        3.1.2 匯聚節(jié)點(diǎn)電源管理電路設(shè)計(jì)
        3.1.3 I/O接口電路設(shè)計(jì)
        3.1.4 SWD調(diào)試接口電路設(shè)計(jì)
        3.1.5 LCD顯示電路設(shè)計(jì)
        3.1.6 匯聚節(jié)點(diǎn)硬件實(shí)物實(shí)現(xiàn)圖
    3.2 采集節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)
        3.2.1 STC15W408AS核心電路設(shè)計(jì)
        3.2.2 采集節(jié)點(diǎn)電源管理電路設(shè)計(jì)
        3.2.3 采集節(jié)點(diǎn)硬件實(shí)物實(shí)現(xiàn)圖
    3.3 SX1278射頻模塊硬件設(shè)計(jì)
        3.3.1 簡(jiǎn)述
        3.3.2 SX1278特性
        3.3.3 SX1278實(shí)物實(shí)現(xiàn)圖
    3.4 GPRS模塊硬件設(shè)計(jì)
        3.4.1 SIM900A模塊外圍電路設(shè)計(jì)
        3.4.2 開關(guān)機(jī)和復(fù)位電路設(shè)計(jì)
        3.4.3 SIM卡外圍電路設(shè)計(jì)
        3.4.4 GPRS模塊實(shí)物實(shí)現(xiàn)圖
    3.5 終端設(shè)備硬件設(shè)計(jì)
        3.5.1 工作原理和終端硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.5.2 LED指示燈電路設(shè)計(jì)
        3.5.3 電池充電電路設(shè)計(jì)
        3.5.4 ADC采樣電路設(shè)計(jì)
        3.5.5 I2C總線通信電路設(shè)計(jì)
        3.5.6 報(bào)警電路設(shè)計(jì)
        3.5.7 電源管理電路設(shè)計(jì)
        3.5.8 終端設(shè)備實(shí)物實(shí)現(xiàn)圖
第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及數(shù)字濾波算法程序設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信協(xié)議
        4.1.1 通信組網(wǎng)過程
        4.1.2 應(yīng)用層通信數(shù)據(jù)格式
        4.1.3 寫入終端數(shù)據(jù)及響應(yīng)指令幀格式
    4.2 采集節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)
    4.3 匯聚節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)
    4.4 SX1278軟件設(shè)計(jì)
        4.4.1 SX1278初始化
        4.4.2 SX1278數(shù)據(jù)發(fā)送與接收
    4.5 終端多氣體檢測(cè)儀軟件設(shè)計(jì)
        4.5.1 系統(tǒng)初始化程序
        4.5.2 數(shù)據(jù)通訊與采集程序
        4.5.3 按鍵中斷程序處理
    4.6 數(shù)字濾波算法程序設(shè)計(jì)
        4.6.1 中位值濾波算法
        4.6.2 算術(shù)平均值濾波算法
        4.6.3 改進(jìn)后的濾波算法
    4.7 監(jiān)控端軟件設(shè)計(jì)
        4.7.1 手機(jī)監(jiān)控端軟件設(shè)計(jì)
        4.7.2 PC監(jiān)控端軟件設(shè)計(jì)
第五章 系統(tǒng)測(cè)試與試驗(yàn)結(jié)果
    5.1 遠(yuǎn)距離通信測(cè)試分析
    5.2 氣體檢測(cè)儀設(shè)備測(cè)試分析
    5.3 系統(tǒng)監(jiān)控端試驗(yàn)結(jié)果
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間完成的科研成果



本文編號(hào)：3838168