本文關(guān)鍵詞：科技館室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測與展品開關(guān)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：近年來,集中控制類系統(tǒng)作為現(xiàn)代科技項(xiàng)目在公共場所使用的尤為重要。而如今國內(nèi)大型的公共場館,尤其是科學(xué)技術(shù)館,展品設(shè)備數(shù)量繁多。起先,工作人員都必須親臨現(xiàn)場去開關(guān)這些設(shè)備,但是隨著館內(nèi)展品設(shè)備數(shù)目越來越多,種類不斷增加,控制功能逐漸復(fù)雜,使得工作人員需要花費(fèi)很長的時(shí)間去管理和開關(guān)這些設(shè)備。另外,這些展品設(shè)備一旦發(fā)生故障或者館內(nèi)出現(xiàn)如火災(zāi)等安全隱患,都將無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)并做出應(yīng)急處理,給參觀帶來很大影響。顯然,以往的科技館管理模式已無法滿足時(shí)代發(fā)展的新要求,正逐步被淘汰。如何有效的控制和操作館內(nèi)展品設(shè)備,進(jìn)一步提高展品設(shè)備的使用次第,成為科技館中存在的新問題。基于此,本文結(jié)合集中控制技術(shù),將軟件與硬件相結(jié)合,設(shè)計(jì)了一個(gè)針對科技館的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測與展品開關(guān)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由上位機(jī)、集中控制主機(jī)、節(jié)點(diǎn)端控制分機(jī)、采集終端、開關(guān)控制等模塊組成。本文的主要研究工作概括如下：論文首先分析了集中控制類系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,并對系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行設(shè)計(jì),即系統(tǒng)以上位機(jī)、集中控制主機(jī)、節(jié)點(diǎn)端控制分機(jī)作為主體結(jié)構(gòu),通過WiFi模塊和無線模塊的通信,實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對科技館內(nèi)展品設(shè)備的開關(guān)控制及環(huán)境數(shù)據(jù)的采集。然后搭建了系統(tǒng)的主體軟硬件平臺,在硬件設(shè)計(jì)方面,以基于ARMCortex-M3內(nèi)核的STM32單片機(jī)作為系統(tǒng)集中控制主機(jī)的主控制芯片,配載WiFi模塊、無線通信模塊、電源模塊、SDIO-SD卡、LED指示燈等實(shí)現(xiàn)中繼轉(zhuǎn)發(fā)及定時(shí)巡檢功能,給出主機(jī)的整體工作流程。節(jié)點(diǎn)端控制分機(jī)部分采用8位單片機(jī)STC15F2K08S2作為核心控制器,并對外部的無線通信模塊、電源模塊、開關(guān)控制模塊、濕度檢測模塊、溫度檢測模塊、敏感氣體檢測模塊等進(jìn)行設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)對館內(nèi)展品設(shè)備的開關(guān)控制和室內(nèi)環(huán)境狀況的監(jiān)測。軟件設(shè)計(jì)方面,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)上位機(jī)、集中控制主機(jī)、節(jié)點(diǎn)端控制分機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信,并對WiFi模塊的數(shù)據(jù)通信指令和無線模塊之間的數(shù)據(jù)交換協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)。上位機(jī)部分采用USR-TCP232-Test串口/網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手作為上位機(jī)軟件,實(shí)現(xiàn)包括遠(yuǎn)程開關(guān)控制、環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測、火災(zāi)預(yù)警等功能。最后對整體系統(tǒng)進(jìn)行測試,測試結(jié)果表明：本文研制的科技館室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測與展品開關(guān)控制系統(tǒng)可以在無線通信方式下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,開關(guān)遠(yuǎn)程控制,數(shù)據(jù)顯示及安全預(yù)警,滿足了系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)要求。
【關(guān)鍵詞】：科技館 環(huán)境監(jiān)測 開關(guān)控制 火災(zāi)預(yù)警
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-12
• 1.1 課題的研究背景和意義9
• 1.2 集中控制系統(tǒng)的介紹以及產(chǎn)生9-10
• 1.3 論文工作與結(jié)構(gòu)安排10-12
• 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框架12-16
• 2.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和思路12-13
• 2.1.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)12
• 2.1.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路12-13
• 2.2 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)13-14
• 2.3 系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)14-15
• 2.4 本章小結(jié)15-16
• 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)16-48
• 3.1 集中控制主機(jī)組成單元的設(shè)計(jì)16-30
• 3.1.1 處理器16-18
• 3.1.2 系統(tǒng)通信方案的設(shè)計(jì)18-22
• 3.1.3 SDIO-SD卡22-23
• 3.1.4 LED指示燈23
• 3.1.5 集中控制主機(jī)的工作流程圖23-29
• 3.1.6 集中控制主機(jī)硬件平臺的介紹29-30
• 3.2 節(jié)點(diǎn)端控制分機(jī)組成單元的設(shè)計(jì)30-47
• 3.2.1 電源模塊31-34
• 3.2.2 微控制器34-35
• 3.2.3 展品設(shè)備遠(yuǎn)程控制的設(shè)計(jì)35-39
• 3.2.4 敏感氣體檢測模塊的設(shè)計(jì)39-41
• 3.2.5 溫濕度檢測模塊的設(shè)計(jì)41-46
• 3.2.6 節(jié)點(diǎn)端控制分機(jī)的PCB設(shè)計(jì)46-47
• 3.3 本章小結(jié)47-48
• 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)48-58
• 4.1 系統(tǒng)軟件的開發(fā)環(huán)境48-50
• 4.2 WiFi數(shù)據(jù)通信指令的設(shè)計(jì)50-55
• 4.2.1 WiFi模塊AT指令集50-52
• 4.2.2 WiFi模塊配置流程52-54
• 4.2.3 WiFi模塊數(shù)據(jù)傳輸指令規(guī)范54-55
• 4.3 無線模塊數(shù)據(jù)交換協(xié)議的設(shè)計(jì)55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第五章 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)58-67
• 5.1 上位機(jī)測試環(huán)境的介紹58-59
• 5.2 系統(tǒng)調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果59-65
• 5.3 系統(tǒng)的功能特點(diǎn)65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 工作總結(jié)67
• 6.2 研究展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 致謝72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：853638