本文關(guān)鍵詞：環(huán)境實時監(jiān)測及控制系統(tǒng)

  更多相關(guān)文章： MSP430F149 傳感器 監(jiān)控系統(tǒng) 無線通訊

【摘要】：在全球經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天,隨著生活水平的不斷提高,人們對于智能家居的觀念在不斷地變化,對居住環(huán)境的質(zhì)量和安全的要求也越來越高。針對室內(nèi)空氣不流通、封閉環(huán)境污染物較多、存在室內(nèi)安全隱患等問題,本文提出了一種可實現(xiàn)多種參數(shù)監(jiān)測和控制的環(huán)境實時監(jiān)測及控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)作為智能建筑的一部分,以單片機技術(shù)和無線通訊技術(shù)為核心,并結(jié)合檢測技術(shù)、傳感器技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù),實現(xiàn)了對室內(nèi)濕度、溫度、一氧化碳濃度、空氣質(zhì)量、火災(zāi)險情及室內(nèi)安防實時監(jiān)測和報警。整個系統(tǒng)由三個部分組成,分別為環(huán)境監(jiān)測單元、控制執(zhí)行單元及數(shù)據(jù)中心。環(huán)境監(jiān)測單元的功能是監(jiān)測影響室內(nèi)環(huán)境的各種因素�？刂茍�(zhí)行單元的功能是對超出限定值的情況進行報警,當(dāng)有害氣體濃度高于限定值時進行通風(fēng)換氣以達到改善空氣質(zhì)量的目的。數(shù)據(jù)中心的功能是將所有通過無線傳輸采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機進行顯示并通過上位機軟件對模塊工作的時間和風(fēng)機的工作狀態(tài)進行人工的控制。本文采用模塊化設(shè)計的思路,大大縮短了系統(tǒng)硬件和軟件的開發(fā)時間,易于調(diào)試、安裝。環(huán)境監(jiān)測單元、控制執(zhí)行單元及數(shù)據(jù)中心都包含統(tǒng)一的通用模塊。其中,通用模塊由供電電源、無線通信部分和控制CPU板卡組成。無線通信部分采用的NRF24L01+芯片并且自行設(shè)計了一套非標(biāo)準(zhǔn)的無線通信協(xié)議�？刂艭PU采用的是德州儀器出品的單片機MSP430F149。本文最后搭建了整個系統(tǒng)的試驗平臺,并給出了相應(yīng)的測試和驗證結(jié)果。本系統(tǒng)為室內(nèi)的環(huán)境實時監(jiān)測及控制提供了一種可行的方案,具有一定的理論價值和實際意義。
【關(guān)鍵詞】：MSP430F149 傳感器 監(jiān)控系統(tǒng) 無線通訊
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU855;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題背景及研究目的和意義9-10
• 1.1.1 課題背景9-10
• 1.1.2 課題研究的目的和意義10
• 1.2 課題研究領(lǐng)域在國內(nèi)外的研究動態(tài)10-11
• 1.2.1 國外研究動態(tài)10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究動態(tài)11
• 1.3 室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢11
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容與論文結(jié)構(gòu)11-13
• 1.4.1 研究的主要內(nèi)容11-12
• 1.4.2 論文結(jié)構(gòu)12-13
• 1.5 本章小結(jié)13-14
• 2 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計方案14-22
• 2.1 總體設(shè)計方案14-15
• 2.2 通用模塊選型15-18
• 2.2.1 控制芯片的選型15-17
• 2.2.2 電源芯片選型17
• 2.2.3 無線通信芯片選型17-18
• 2.3 傳感器功能模塊的選型18-21
• 2.3.1 溫濕度傳感器的選型18-19
• 2.3.2 火焰?zhèn)鞲衅鞯倪x型19
• 2.3.3 空氣質(zhì)量傳感器的選型19-20
• 2.3.4 人體紅外傳感器的選型20
• 2.3.5 一氧化碳傳感器的選型20-21
• 2.4 通訊協(xié)議的選擇21
• 2.5 系統(tǒng)性能指標(biāo)21
• 2.6 本章小結(jié)21-22
• 3 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計22-46
• 3.1 總體設(shè)計22
• 3.2 通用模塊硬件電路設(shè)計22-30
• 3.2.1 控制CPU硬件電路設(shè)計22-26
• 3.2.2 供電電路硬件設(shè)計26-27
• 3.2.3 無線通信電路硬件設(shè)計27-30
• 3.3 環(huán)境監(jiān)測傳感器電路設(shè)計30-39
• 3.3.1 溫濕度監(jiān)測電路設(shè)計30-31
• 3.3.2 一氧化碳監(jiān)測電路設(shè)計31-32
• 3.3.3 人體紅外感應(yīng)電路設(shè)計32-37
• 3.3.4 火焰監(jiān)測模塊設(shè)計37-38
• 3.3.5 空氣質(zhì)量監(jiān)測電路設(shè)計38-39
• 3.4 數(shù)據(jù)中心內(nèi)部通信電路設(shè)計39-42
• 3.5 控制電路設(shè)計42-45
• 3.5.1 通風(fēng)電路設(shè)計42-44
• 3.5.2 報警電路設(shè)計44-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 4 系統(tǒng)無線通信協(xié)議及監(jiān)控軟件設(shè)計46-58
• 4.1 非標(biāo)準(zhǔn)化無線通信協(xié)議設(shè)計46-52
• 4.1.1 通信協(xié)議46-49
• 4.1.2 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)49-52
• 4.2 軟件設(shè)計52-57
• 4.2.1 控制器軟件設(shè)計52
• 4.2.2 數(shù)據(jù)中心底層程序設(shè)計52-53
• 4.2.3 數(shù)據(jù)中心上層軟件設(shè)計53-57
• 4.3 本章小結(jié)57-58
• 5 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)測試與驗證58-67
• 5.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)放置方案58-59
• 5.1.1 定位傳感器58
• 5.1.2 與傳感器網(wǎng)絡(luò)布局相對應(yīng)的軟件設(shè)計58-59
• 5.2 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)59-62
• 5.2.1 通信串口的調(diào)試59-60
• 5.2.2 無線網(wǎng)絡(luò)調(diào)試60
• 5.2.3 傳感器模塊調(diào)試60-61
• 5.2.4 系統(tǒng)級聯(lián)調(diào)61-62
• 5.3 無線通信的誤碼率分析62-66
• 5.3.1 誤碼率分析的必要性62
• 5.3.2 誤碼率分析方案62-66
• 5.3.3 降低通信過程中誤碼率的幾個方法66
• 5.4 系統(tǒng)存在的問題66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 6 結(jié)論67-68
• 7 展望68-69
• 8 參考文獻69-77
• 9 致謝77

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本文編號：1088848