一、采用单片机实现智能尘埃计数器及其遥测(论文文献综述)
王庆贺[1](2018)在《无线传感网气象信息采集与处理系统设计与实现》文中指出气象数据在人们日常生活、军事以及其他许多行业中都十分重要,而如何通过现有的技术手段智能化地获取这些气象数据是一个重要的研究方向。本课题将ZigBee和GPRS作为通信方式,充分利用部署方便、灵活的无线传感器网络技术,又利用可以扩展无线传感器网络数据传输距离的GPRS无线传输技术,设计并实现无线传感网气象信息采集节点以及配套的气象信息采集与处理上位机软件,最终研制出无线传感网气象信息采集与处理系统。本文具体工作如下:(1)气象信息采集节点的设计与实现。选取C8051F410单片机作为控制核心,设计气象信息采集节点硬件。节点包含电源模块、ZigBee终端模块、存储模块等模块,并选取本实验室的热式风速计模块来采集风速风向。使用模块化的思想设计气象信息采集节点的软件,并设计ZigBee终端设备休眠降低功耗的方法。节点可以采集、存储和上传风速、风向等气象信息,也可以执行上位机的命令。(2)气象信息采集与处理上位机软件的设计与实现。选取C#语言作为编程语言,在对软件进行需求分析后,对其进行了整体设计、划分模块和程序编写。上位机可以实现气象数据的上传与存储、节点的管理、气象数据的统计分析等功能。上位机与ZigBee网关需要通信,为此设计了串口、GPRS两种通信方式,为提高通信质量,使用一种自动通信模式发送命令、接收数据。(3)最后对整个系统进行了测试。节点可以组成ZigBee网络、休眠降低功耗,可以采集、存储和上传气象数据,上位机可以管理节点,可以获取、存储气象数据,也可以对气象数据进行统计分析,整个系统数据采集成功率能达到90%,基本达到系统设计要求。本课题研发的无线传感网气象信息采集与处理系统经过了功能、性能的测试,该系统基本达到设计的指标和要求,而且系统工作稳定,实时性较好,功耗低,通信距离长,灵活性高,适合对气象进行监测,对类似的气象信息采集与处理系统也有一定的参考价值。
谭雄雄[2](2016)在《分布式振动传感定位视频监控技术》文中提出现代视频监控系统发展日新月异,已出现网络化、协同融合等诸多优良特点,在视频监控中融入更多传感元素和结合更多监测角度,实现更加丰富的监控功能,可以更为便捷、实时、直接地起到安全监控作用,不断受到足够重视和广泛关注。压电锆钛酸铅陶瓷Pb(Zr1-xTix)O3(PZT)材料,因其使用成本低、频率响应好等,不仅可以用来发电,而且还能用来探测振动信号。将压电材料应用于分布式无线传感网络定位的视频监控系统,不仅能够很好地解决传感器节点供电问题,而且还能被放置于一定环境中,用来解决传统视频监控系统中的实时定位监控报警的问题。因此,本文基于分布式压电陶瓷振动无线传感网络,开展了分布式振动传感定位视频监控技术的研究,主要内容如下:(1)针对压电矩形悬臂梁结构及圆形蜂鸣片结构两种典型结构,运用ANSYS有限元分析方法建立模型,对悬臂梁长度、质量块位置(或金属垫片位置)、电路连接方式等主要振动影响因素进行了详细分析,以有效调节其振动频率,研究其在不同模态下的振动情况,并通过实验验证了理论仿真的正确性。(2)设计了压电发电装置及压电测振装置,并对频率调节及阻抗匹配进行了实验研究,分析了压电发电输出响应情况。在系统功耗分析的基础上,提出了以压电发电装置俘获、储存环境振动能量为节点供电的传感器电源方案以及具有一定环境适用性的压电振动检测方案,设计了压电传感器的电源模块及测振模块。(3)本文提出了以压电传感器探测振动及编号定位、PC监控终端解码报警、电机控制摄像头定位旋转的方式实现定位辅助监控的视频监控方法。从整体上设计了分布式振动传感定位视频监控系统,系统主要包括PC监控终端、压电传感器节点和视频监控模块三部分。其中,压电传感器节点以MSP430F5738为处理芯片,包括压电测振、单片机处理、无线射频及电源模块;压电传感器节点与PC之间采用无线射频通信;PC监控终端采用MATLAB串口编程;视频监控模块包括步进电机、电机驱动控制模块、摄像头及电源模块。经实验测试,系统整体工作准确率良好,能够有效探测入侵目标振动,解决了传统监控中的实时定位报警处理的问题。
王玮琦[3](2015)在《无线传感器网络算法的改进与水灾监测应用研究》文中指出我国是一个水灾多发的国家,为了预防水灾,需要实时准确地监测江河、湖泊与水库等地的水文数据。目前,国内许多水文站的监测主要使用人工查看的方式,除此之外,还有传统的地面定点观测法,或者是利用气象卫星或气象雷达取得数据资料。第一种方法测量数据的连续性和时效性差,还存在安全隐患,威胁人身安全;第二种方法缺少灵活性,不适合大范围监测;第三种方法更是对设备和人员有严苛的要求。所以,以上方式在许多情况下已无法满足当今高科技时代对水灾监测工作提出的实际需求。因此,借鉴国内外无线监测系统的开发经验,分析无线传感器网络技术的国内外研究现状与发展趋势,并结合现代监测系统对数据采集的特殊要求,本课题尝试将相关技术应用于水灾监测系统的相关设计中,借助二者优势克服目前水灾监测系统中存在的缺点。确定主要研究内容后,在分析和研究的基础上,提出了本系统的设计目标和总体设计方案。第一步是对传感器节点进行设计,将经过选型、较适用于本系统的数据采集模块与高性能单片机相结合,选用抗干扰能力强的射频发射模块与接收模块,配以相应的软件系统,使节点在通信距离内实现无线通信。由于传感器网络节点的数量庞大,而且单个节点能量有限,所以第二步是传感器节点的组网设计,运用一定的通信协议将多个节点组织起来。这里借鉴无线传感器网络的分布式分簇算法思想,在经典LEACH算法基础之上,提出了一种基于延长WSN生命周期的分簇算法。该算法结合了节点的能量、位置及其分布密度等因素,在LEACH中加入门限,使得能量消耗均衡的分布在各节点上;簇间多跳通信时综合考虑下一跳节点的剩余能量及其到基站的距离,节约有限的系统能量。仿真实验表明,改进后的算法比LEACH算法更好地均衡了整个网络的能量消耗,延长了网络的生命周期。最后是上位机监测软件的设计,选择开发软件的平台和环境,实现一个具有可视化界面监测软件。
张盈盈[4](2013)在《基于无线传感器网络的温度监测系统的研究》文中认为温度参数在日常生活、工农业生产以及在科学研究中都是一种十分重要的数据,特别是在粮库、温室、大棚等环境中,温度的测量和控制更为重要。传统的测量方式主要是实地数据测量和有线通信的实时监测,前者测量方法单一,测量数据不连续,并且时效性差;后者缺少灵活性,且适用环境有限。随着信息通信与电子技术的迅猛发展,传统的数据采集方式已不能满足需求,因此基于无线传输技术的温度参数监测系统势在必行,将无线传感器网络技术应用到环境参数监测系统中,实现网络信息化管理,对提升生产生活水平具有重要意义。借鉴国内外无线监测系统的相关技术,分析温度监测采集系统和无线传感器技术的国内外研究现状与发展趋势,阐明本课题的研究意义,确定了研究基于无线传感器网络(Wireless sensor networks-WSN)的温度监测系统。根据传统传感器温度监测系统存在的缺陷和系统设计的总体方案以及相关技术指标,确定了本课题的主要研究内容,并从三个方面对温度监测系统进行分析。首先,论述了监测系统的研究方案,对传感器节点进行设计,确定了其硬件和软件系统,使节点在通信距离内能正常通信。其次,多个节点以一定的通信协议连接起来,构成了无线传感器网络。由于传感器网络节点的数量庞大,单个节点能量有限,因此对传感器网络通信协议进行设计的首要目标就是节能,延长系统生命。本文在传统低功耗自适应集簇分层协议(Low energy adaptive clustering hierarchy-LEACH)基础上提出了一种基于剩余能量和节点度的多跳分簇路由算法,该算法通过在LEACH中加入门限,让剩余能量高且节点度高的节点优先成为簇头,簇头之间采用多跳路由传输机制,减少节点与汇聚节点进行远程通信的能耗,节约有限的系统能量,提高网络的能耗效率。最后,为了实现终端监测系统的可视化显示,介绍了在linux下搭建监测终端软件平台的方法,设计了基于Qt的监测界面,方便用户查看管理。
何冬冬[5](2013)在《基于WSN的冷库群温度监控系统研究》文中认为冷藏是保存食品最为普遍和有效的方法,在人们日常生活中具有非常重要的作用。低温冷藏能较好地保持食品的品质,解决食品的季节性生产与全年供给之间的矛盾。冷库是冷藏业发展的基础,也是在低温条件下贮藏货物的建筑群,是冷藏链的重要组成部分。在现代环境下,由于需要冷藏的食品种类非常多,单一的冷库已不能满足对冷藏的要求。在大型冷库系统中,往往是建立数量众多的冷库来组成冷库群,每个冷库都有自己所要求的工作温度。本论文根据当前冷库温度监控的现状和发展状况,提出并实现了基于WSN的冷库群温度监控系统。本监控系统把无线传感网络技术、计算机技术、单片机技术、传感器检测技术、USB通信技术和串口扩展技术结合起来用于冷库群的温度监控中,用单片机实现对外围功能模块的控制,用传感器采集温度信息,用无线传感网络技术实现组网,用USB技术实现系统上下位机的通信,用串口扩展技术对节点进行功能扩展。本论文给出了基于WSN的冷库群温度监控系统的整体设计和系统结构设计,根据无线传感网络特点将监控系统分成了协调器节点和终端节点,对系统的功能进行了详细设计并给出了系统的两套实现方案。对监控系统中所用硬件进行了选型,分别设计了协调器节点电路和终端节点电路,并给出了硬件连接图。实现了UART通信协议,单总线协议,USB通信协议,串口扩展通信协议等。设计了监控系统的软件:包括温度采集,单片机与ZigBee模块通信,单片机控制CH372,单片机控制GM8125等。最后进行了监控系统的验证实验,验证了所设计系统的可行性。
陈俊松[6](2012)在《基于无线传感器网络的监测系统研究与设计》文中指出随着科学技术的迅速发展,在桥梁、水库、铁路等领域对其质量和安全的监测提出了更高的要求,传统的有线传感方式由于线路长,功耗大,数据采集传输成本高,灵活性不足、施工难度大、维护不便,无线传感器网络技术因其低成本、低功耗、网络灵活性、高健壮性及其可扩展性,在监测领域得到了广泛的应用。本文在研究无线传感器网络技术的基础上,将无线传感器网络应用到监测系统的数据采集传输中,可以很好地解决目前有线监测系统存在的问题,提高系统的监测水平。监测系统通过在监测区域内布置无线传感器节点,将采集的数据通过无线传感器网络传送到监控中心主节点,主节点接收网络节点的数据,通过串口将数据传给监控中心的PC机,对数据进行存储和分析,并作出相应的指令。本文首先分析传统监测系统的构成及不足之处,设计了无线传感器网络监测系统的整体架构,阐述了系统工作原理及节点模块功能;接下来对监测系统节点进行了硬件和软件的设计。本文从节点功率控制的方向,对网络拓扑算法进行研究与改进。在分析LMA算法的基础上,通过中继转发来调整节点发射功率,优化邻居节点数目,提出改进算法OPP-LMA,保证网络连通的同时,降低节点和网络的功耗。节点硬件设计采用模块化设计,主要包含微处理器模块、无线通信模块、数据采集模块和电源模块。处理器选择增强型单片机STC12LE5404,无线收发芯片采用低功耗、低成本的CC1101射频芯片,传感器选择结构简单,抗干扰性强的振弦传感器。。仃点软件设计采用C语言编程,选择IAR编程环境和ZigBee协议栈,软件结构层次简明。根据应用功能调用相关函数,简化设计流程,实现网络拓扑控制、数据采集、无线收发等功能。本文通过matlab软件对OPP-LMA算法的连通性和功耗性进行了仿真与分析,结果表明算法在保持网络连通的同时,降低了节点功耗。最后通过实际节点实验进一步证明了算法的可行性。
黄亚菲[7](2012)在《基于LabVIEW物联网的草原灌溉系统设计》文中认为对我国现有的草地来说,施肥可人工实现,但难以实现草地灌溉。我国的灌溉技术取得了一定的成就,但总体水平不高,普及率还很低。草原灌溉能保持土壤表面硬度,有效减少沙尘来源,既有经济效益又有生态效益,大力发展草产业对西部发展和生态的改善都具有非常重要的作用。本论文主要完成了草原灌溉的温度湿度检测系统的硬件设计和软件显示和报警的设计,并初步设计到物联网的思想概念。基于LabVIEW物联网的草原灌溉具有完善的软件,大量减少了外围设备,简化了操作,增强了实验系统的稳定性,提高了设备可靠性。软件开发设计上,采用模块化和自顶向下的设计思路实现了对数据的采集和处理,通过四个模块实现对草原灌溉的设置、显示;硬件的实现上,对于主控芯片采用了STC89C51芯片,其余还用到温度传感器芯片DS18B20、模数转换TLC1549、湿度检测传感器芯片LM358等,同过RS-232接口连接软硬件。其外围电路的设计亦采用模块化的设计思路,应用PROTEL技术做成PCB板,包括电源电路模块、模数转换模块、湿度模块、温度模块、主控模块等。并初步涉及到物联网这个新兴产业,对它的传感技术做了深入的了解。本系统人机交互界面友好,操作简便直接,适用于一般用户。
倪霞[8](2011)在《基于CC1000的无线传感器网络节点的研究与设计》文中研究指明近年来,传感器技术作为获取信息的最基础的技术得到了极大的发展,在我们生活中的应用也越来越普遍,越来越重要。随着现代传感器技术的发展,人们信息的获取技术已经从过去的单一化逐渐向集成化、微型化和网络化的方向发展,这种变化也就推动了无线传感器网络的发展。无线传感器网络是由空间上相互离散的众多传感器相互协作组成的传感器网络系统。在传感器网络中,传感器节点是组成无线传感器网络的基本单位,是构成无线传感器网络的基础平台,节点技术的进步与无线传感器网络的发展有着密切的关系,直接决定了整个网络的性能。本文研究并设计了一种通用的传感器节点模型。节点主要由微处理器ATmega128L、无线通信芯片CC1000、温度传感器单元DS18B20以及扩展的FLASH存储单元等主要元件构成,该节点外围电路简单,集成度高,功耗较低。实验结果表明,节点工作正常,能满足现实生活环境应用的要求,具有很强的实用价值。论文由五个章节的内容组成。第一章主要讲述了无线传感器网络的发展历程、无线传感器网络的基本结构和特征、无线传感器网络的应用领域以及几项主要性能评价指标。第二章阐述了传感器节点的主要特征、结构以及目前几种节点类型,详细介绍了节点的总体设计要求,为后续的节点设计打下基础。第三章开始讲解节点硬件方面的设计过程,介绍了节点各个组成模块元件的选取和主要元件的性能特征,包括各个模块之间的连接,以及主要芯片工作参数的设置。第四章是关于节点软件的设计与实现,介绍了主要软件的开发环境,描述了CC1000芯片的初始化过程以及与ATmega128L进行数据通信的流程,最后给出了各个模块的实验结果。第五章是全文的总结,总结了该节点设计过程中的缺陷并提出了改进型的建议。自此,论文创作完成。
尚华[9](2010)在《无线一氧化碳传感器的设计与研究》文中认为由于矿井的掘进工作面大多数采用放炮方式掘进,所以放置在掘进工作面的各种传感器的通信线路容易被炸断,影响监控系统的正常使用。在采煤工作面,随着工作面推移,传感器通信线路随之变动,线路收放线比较繁琐,针对这个不足,本课题研究一种无线一氧化碳传感器,利用本安电源(电池)供电,从而解决了传感器线路在被炸毁时信号无法传输的问题,可以用于布线和电源供给比较困难的场合,也可以方便地构成矿井传感器监测网络,以适合各种不同规模的矿井应用。本文在分析了当前国内外矿用传感器特别是在分析了一氧化碳传感器的基础上,结合矿用无线一氧化碳传感器通用技术条件的设计要求,提出总体方案,并就该系统的理论基础、硬件和软件设计等做了详细的讨论。系统以单片机AT89S52为中央处理单元,以ATmega128为微控制器,以CC2420为无线收发射频模块的核心,包括数据采集模块、微控制器模块、无线射频收发模块和电源模块。由无线数据收发电路、信号放大电路、声光报警电路、数字显示电路等单元组成。软件设计采用模块化编程方法,软件程序的开发采用了C51高级语言,主要子程序有:无线收发子程序、数据采集与处理子程序等。同时,系统在硬、软件设计时均采取了有效的抗干扰措施。经过试验以及不断调试证明:该系统工作稳定、可靠性高,有着广阔的开发应用前景。
胡代荣[10](2010)在《基于无线自组网的自动抄表系统的研究》文中研究表明长期以来,三表数据的抄送问题是相关供应部门迫切需要解决但又得不到切实解决的问题。目前许多物业公司还是采用传统的人工抄表方式,这种人工抄表、计费、催费的管理模式,不仅给用户带来麻烦也给抄表人员带来不便,不符合现代信息化管理的要求。近年来,随着MEMS、SOC、无线通信和低功耗嵌入式技术的发展,无线传感器网络有了更广泛的应用。由于其具有安装方便、成本低、维护和更新费用低等特点,在采集各种环境或监测对象的信息方面有着很好的应用。随着物联网技术的发展,分时分段收费也逐渐提到日程上来,本文设计了一种应用于自动抄表系统的无线传感器网络通信协议。本文首先描述了目前应用的几种抄表系统并比较了它们的优缺点,接着介绍了无线传感器的应用以及设计自动抄表系统时需考虑的问题。网络中传感器节点一般采用电池供电,所以尽可能的降低能耗延长电池使用寿命是一个重要问题。本文在设计硬件时,采用低功耗芯片,利用ATMEL公司的ATmega128超低功耗单片机作为传感器节点的微处理器,采用无线收发模块nRF905来实现节点间的无线通信。网络中节点根据位置加入网络,形成一个多跳的自组织网络。如何将节点数据可靠地传送给采集控制中心节点也是本文的一个核心问题。本文媒体接入控制协议采用CSMA/CA协议,该协议结合使用nRF905的载波检测功能及RTS/CTS握手机制预约信道;路由协议采用按需的DSR协议,可迅速找到源节点到目的节点的最佳路由信息。最后,本文给出了实验结果,证明了通信协议的正确性,并验证了数据可靠有效的传输,然后分析了本课题设计的可拓展性。
二、采用单片机实现智能尘埃计数器及其遥测(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、采用单片机实现智能尘埃计数器及其遥测(论文提纲范文)
(1)无线传感网气象信息采集与处理系统设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 无线传感器网络及其相关应用发展现状 |
1.2.2 气象信息采集与处理系统发展现状 |
1.3 研究内容与设计要求 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 设计要求 |
1.4 论文组织 |
第二章 系统总体方案设计 |
2.1 总体方案的确立 |
2.2 无线传感器网络通信方式概述 |
2.2.1 常见的短距离无线传输方式介绍 |
2.2.2 ZigBee无线传输特点和网络拓扑结构介绍 |
2.3 GPRS技术 |
2.3.1 GPRS组网方式比较和选择 |
2.3.2 GPRS业务的优点 |
2.4 系统总体架构 |
2.5 本章小结 |
第三章 无线传感网气象信息采集节点设计 |
3.1 气象信息采集节点硬件系统总体设计 |
3.2 无线传感网气象信息采集节点硬件电路设计 |
3.2.1 节点微控制器概述 |
3.2.2 电源模块 |
3.2.3 ZigBee终端模块 |
3.2.4 存储模块 |
3.2.5 蓝牙模块 |
3.2.6 RS485通信模块 |
3.3 软件开发工具以及气象信息采集节点程序整体设计 |
3.3.1 软件开发工具介绍 |
3.3.2 气象信息采集节点程序整体设计 |
3.4 重要软件模块设计 |
3.4.1 节点程序初始化 |
3.4.2 串口数据的接收子程序 |
3.4.3 节点命令处理程序设计 |
3.4.4 节点定时任务设计 |
3.4.5 实时时钟模块软件设计 |
3.4.6 ZigBee终端设备休眠降低功耗方法设计 |
3.4.7 存储模块设计 |
3.5 本章小结 |
第四章 气象信息采集与处理上位机软件的设计 |
4.1 系统软件开发平台 |
4.1.1 Microsoft Visual Studio 2012 |
4.1.2 C#语言 |
4.2 上位机软件需求分析以及整体设计 |
4.2.1 上位机软件需求分析 |
4.2.2 上位机软件整体设计 |
4.3 主要模块设计与实现 |
4.3.1 主窗体 |
4.3.2 系统配置模块 |
4.3.3 通信模块 |
4.3.4 节点管理模块 |
4.3.5 数据上传模块 |
4.3.6 统计分析模块 |
4.3.7 数据库存储设计 |
4.4 本章小结 |
第五章 系统测试与验证 |
5.1 气象信息采集节点测试 |
5.1.1 节点ZigBee组网测试 |
5.1.2 节点蓝牙通信测试 |
5.1.3 节点唤醒时间的测试与选择 |
5.1.4 节点能耗测试与分析 |
5.2 系统通信相关测试 |
5.2.1 系统数据采集成功率测试与分析 |
5.2.2 系统通信延迟测试与分析 |
5.2.3 系统响应时间测试 |
5.3 系统功能测试 |
5.4 系统测试结果与设计要求对比 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
(2)分布式振动传感定位视频监控技术(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外发展与研究现状 |
1.2.1 视频监控技术发展现状 |
1.2.1.1 发展历程 |
1.2.1.2 应用研究现状 |
1.2.2 压电传感技术在安全监控系统中的研究现状 |
1.2.3 压电发电技术在WSN中的应用 |
1.3 论文内容安排 |
第二章 理论基础 |
2.1 压电理论 |
2.1.1 压电效应 |
2.1.2 压电方程 |
2.1.2.1 本构方程 |
2.1.2.2 边界条件 |
2.1.3 压电振子模型 |
2.1.3.1 基本结构 |
2.1.3.2 工作模式 |
2.1.3.3 振动模态 |
2.1.3.4 支撑方式 |
2.1.4 压电材料谐振特性 |
2.1.4.1 等效电路 |
2.1.4.2 特征频率 |
2.2 有限元方法 |
2.2.1 FEA基本思想 |
2.2.2 ANSYS压电分析流程 |
2.3 MATLAB串口通信 |
2.3.1 MATLAB串口 |
2.3.2 串口通信方法 |
2.4 本章小结 |
第三章 压电材料ANSYS有限元分析与优化 |
3.1 压电悬臂梁振动模型及频率调节 |
3.2 压电矩形悬臂梁结构有限元分析 |
3.2.1 悬臂梁有限元模型建立 |
3.2.1.1 建立几何模型 |
3.2.1.2 材料参数设定 |
3.2.1.3 选取单元类型 |
3.2.1.4 划分网格 |
3.2.2 悬臂梁长度 |
3.2.3 质量块位置 |
3.2.4 电路连接方式 |
3.3 压电蜂鸣片振动模型及频率调节 |
3.4 压电圆形蜂鸣片结构有限元分析 |
3.4.1 蜂鸣片有限元模型建立 |
3.4.1.1 建立几何模型 |
3.4.1.2 材料参数设定 |
3.4.1.3 选取单元类型 |
3.4.1.4 划分网格 |
3.4.2 金属垫片位置 |
3.5 本章小结 |
第四章 压电发电与测振装置设计及实验 |
4.1 压电悬臂梁发电实验 |
4.1.1 实验装置设计及频率调节 |
4.1.2 发电功率测试与阻抗匹配 |
4.2 压电传感器节点供电设计 |
4.2.1 功耗分析 |
4.2.2 整流和储能电路设计 |
4.2.3 DC-DC稳压电路设计 |
4.3 压电测振模块设计 |
4.3.1 实验装置设计及频率调节 |
4.3.2 检测电路 |
4.3.3 测振实验 |
4.4 本章小结 |
第五章 分布式振动传感定位视频监控系统设计与测试 |
5.1 系统总体设计 |
5.2 压电传感器节点设计 |
5.2.1 单片机处理模块 |
5.2.1.1 单片机最小系统 |
5.2.1.2 检测流程 |
5.2.2 无线射频模块 |
5.2.2.1 通讯方式选择 |
5.2.2.2 模块主要参数 |
5.2.2.3 数据传输格式 |
5.2.3 PCB设计 |
5.3 视频监控模块设计 |
5.3.1 步进电机及驱动控制 |
5.3.2 通讯数据格式 |
5.3.3 旋转定位算法 |
5.4 PC监控终端设计 |
5.4.1 GUI界面功能 |
5.4.2 终端监控流程 |
5.5 系统测试与分析 |
5.5.1 模拟实验系统搭建 |
5.5.2 系统模拟测试目标 |
5.5.3 振动检测范围测试 |
5.5.4 环境适用性测试 |
5.6 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(3)无线传感器网络算法的改进与水灾监测应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 国内外研究现状及分析 |
1.3 论文的主要研究内容 |
1.3.1 无线传感器的组网与节能算法研究 |
1.3.2 无线传感器节点设计 |
1.3.3 节点与上位机之间的数据通信设计 |
1.4 论文的篇章结构 |
2 系统的总体设计方案 |
2.1 无线传感器网络体系结构 |
2.2 系统设计原则和设计目标 |
2.3 系统的总体概述 |
2.4 本章小结 |
3 无线传感器网络节点的设计 |
3.1 传感器节点的硬件选择 |
3.1.1 传感器的选择 |
3.1.2 单片机的选择 |
3.1.3 无线模块的选择 |
3.2 传感器节点硬件电路设计 |
3.2.1 单片机基本外围电路设计 |
3.2.2 nRF24L01相关电路设计 |
3.2.3 串口通信设计 |
3.3 无线传感器节点软件设计 |
3.3.1 nRF24L01初始化配置 |
3.3.2 节点发送流程 |
3.3.3 节点接收流程 |
3.4 本章小结 |
4 无线传感器网络自组织算法 |
4.1 无线传感器网络组织结构 |
4.2 自组织算法介绍 |
4.2.1 分簇算法简介 |
4.2.2 分簇结构在无线传感器网络中的作用 |
4.2.3 分簇算法的性能指标 |
4.3 LEACH算法 |
4.3.1 LEACH算法的描述 |
4.3.2 LEACH算法的不足 |
4.4 基于延长WSN生命周期的LEACH算法的改进 |
4.4.1 无线通信模型 |
4.4.2 网络模型 |
4.4.3 改进分簇算法 |
4.5 仿真实验和结果 |
4.5.1 性能评估 |
4.5.2 仿真结果 |
4.6 本章小结 |
5 上位机监测软件设计 |
5.1 系统功能需求和特点 |
5.2 上位机监测软件开发环境 |
5.3 上位机监测软件设计 |
5.3.1 上位机监测软件层次结构 |
5.3.2 上位机监测软件流程 |
5.3.3 监测软件串口设置 |
5.3.4 监测软件二维曲线走势图设计 |
5.3.5 监测软件数据查询功能实现 |
5.4 上位机监测软件测试 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(4)基于无线传感器网络的温度监测系统的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 无线传感器网络研究现状 |
1.2.2 温度监测研究现状 |
1.3 论文的主要研究内容 |
1.4 论文的篇章结构 |
2 温度监测系统总体设计方案 |
2.1 无线传感器网络体系结构 |
2.2 嵌入式系统 |
2.3 系统设计目标及技术指标 |
2.4 系统的总体概述 |
2.5 本章小结 |
3 无线传感器网络节点的设计 |
3.1 传感器节点硬件的选择 |
3.1.1 单片机的选择 |
3.1.2 无线模块的选择 |
3.1.3 温度传感器的选择 |
3.2 传感器节点硬件电路设计 |
3.2.1 STC12C5A60S2接口电路 |
3.2.2 nRF905相关电路设计 |
3.2.3 DS18B20接口电路 |
3.2.4 串口通信设计 |
3.3 传感器节点软件设计 |
3.3.1 nRF905初始化配置 |
3.3.2 节点发送流程 |
3.3.3 节点接收流程 |
3.4 ISP下载程序 |
3.5 节点的测试 |
3.6 本章小结 |
4 无线传感器网络通信协议设计 |
4.1 通信协议设计中需要考虑的因素 |
4.2 无线传感器网络组织结构 |
4.3 分簇算法 |
4.3.1 分簇结构在无线传感器网络中的作用 |
4.3.2 分簇算法的性能指标 |
4.3.3 LEACH分簇算法 |
4.4 基于LEACH的改进算法 |
4.4.1 无线通信模型 |
4.4.2 网络模型 |
4.4.3 改进分簇算法 |
4.5 仿真实验和结果 |
4.5.1 仿真参数 |
4.5.2 仿真结果 |
4.6 基于无线传感器网络温度监测系统的通信过程 |
4.7 本章小结 |
5 监测终端系统软件设计 |
5.1 嵌入式LINUX交叉开发环境的搭建 |
5.1.1 嵌入式Linux交叉编译环境 |
5.1.2 主机交叉开发环境配置 |
5.1.3 u-boot的移植 |
5.1.4 Linux内核的裁剪 |
5.1.5 根文件系统的制作 |
5.2 监测界面应用程序的设计 |
5.2.1 创建主窗口 |
5.2.2 添加部件 |
5.2.3 监测软件串口设置 |
5.2.4 LCD屏结果显示 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(5)基于WSN的冷库群温度监控系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 前言 |
1.1 课题研究背景 |
1.1.1 冷库群 |
1.1.2 冷库群温度监控 |
1.2 无线传感网络 |
1.2.1 无线传感网络概述 |
1.2.2 无线传感网络特点 |
1.3 国内外研究动态和发展趋势 |
1.3.1 国内外研究动态 |
1.3.2 发展趋势 |
1.4 课题研究内容和意义 |
1.4.1 课题内容 |
1.4.2 研究意义 |
2 监控系统的整体设计 |
2.1 系统整体设计 |
2.1.1 系统功能分析 |
2.1.2 系统结构设计 |
2.1.3 系统方案选择 |
2.2 系统相关技术 |
2.2.1 ZigBee技术 |
2.2.2 ZigBee无线传感器网络 |
2.2.3 USB通信技术 |
2.2.4 串口扩展技术 |
3 监控系统的硬件设计 |
3.1 系统硬件选型 |
3.1.1 温度传感器 |
3.1.2 MCU |
3.1.3 ZigBee模块 |
3.1.4 USB通信模块 |
3.1.5 串口扩展模块 |
3.2 系统电路设计 |
3.2.1 协调器节点电路设计 |
3.2.2 终端节点电路设计 |
4 监控系统的软件设计 |
4.1 通信协议 |
4.1.1 ZigBee通信协议 |
4.1.2 USB通信协议 |
4.1.3 串行通信协议 |
4.1.4 1-wire通信协议 |
4.2 协调器节点软件设计 |
4.2.1 协调器节点模块配置 |
4.2.2 协调器节点组网 |
4.2.3 单片机与ZigBee模块通信 |
4.2.4 USB通信 |
4.2.5 串口扩展 |
4.3 终端节点软件设计 |
4.3.1 终端节点模块配置 |
4.3.2 终端节点组网 |
4.3.3 温度采集 |
5 监控系统实验 |
5.1 系统方案一实验 |
5.2 系统方案二实验 |
6 结论 |
7 展望 |
8 参考文献 |
9 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
10 致谢 |
(6)基于无线传感器网络的监测系统研究与设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景与意义 |
1.2 监测系统现状与发展 |
1.3 无线传感器网络现状与发展 |
1.4 本文的研究内容 |
第2章 WSN监测系统方案设计 |
2.1 传统监测系统构成 |
2.2 系统设计思想与原则 |
2.2.1 系统设计思想 |
2.2.2 系统设计原则 |
2.3 WSN监测系统总体方案 |
2.3.1 系统构成及工作原理 |
2.3.2 节点的功能及构成 |
2.3.3 系统网络拓扑 |
2.4 本章小结 |
第3章 监测系统节点的硬件设计 |
3.1 节点硬件整体设计 |
3.2 数据采集模块 |
3.2.1 传感器选择 |
3.2.2 振弦式传感器工作原理 |
3.2.3 传感器硬件电路设计 |
3.3 处理器模块 |
3.4 无线通信模块 |
3.4.1 射频芯片选择 |
3.4.2 无线通信模块电路设计 |
3.5 电源模块设计 |
3.6 本章小结 |
第4章 监测系统节点的软件设计 |
4.1 开发语言与环境的选择 |
4.2 节点软件整体结构 |
4.3 节点工作流程 |
4.4 节点相关模块软件设计 |
4.4.1 数据采集处理模块 |
4.4.2 无线通信模块 |
4.5 本章小结 |
第5章 监测系统网络拓扑算法设计 |
5.1 网络拓扑控制 |
5.2 现有算法分析 |
5.3 OPPLMA算法的实现 |
5.3.1 OPPLMA算法流程 |
5.3.2 拓扑建立 |
5.3.3 拓扑维护 |
5.4 网络路由 |
5.5 仿真与分析 |
5.5.1 算法连通性 |
5.5.2 算法功耗性 |
5.6 实验验证 |
5.6.1 实验方案与环境 |
5.6.2 节点加入实验 |
5.6.3 节点移走实验 |
5.7 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
(7)基于LabVIEW物联网的草原灌溉系统设计(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的现状及发展趋势 |
1.2 课题研究的意义 |
1.3 论文选题的研究特色和创新之处 |
1.4 论文的章节安排 |
第二章 物联网的概述 |
2.1 物联网简介 |
2.1.1 物联网的发展历程 |
2.1.2 物联网的基本概念 |
2.1.3 物联网的基本特征 |
2.2 物联网的体系架构 |
2.3 物联网涉及的关键技术 |
2.4 物联网与传感器网络的关系 |
2.4.1 传感器网络 |
2.4.2 物联网与传感网的联系与区别 |
第三章 系统软件模块设计 |
3.1 LabVIEW 虚拟仪器开发平台 |
3.1.1 LabVIEW 简介 |
3.1.2 LabVIEW 的优点 |
3.1.3 LabVIEW 应用程序的构成 |
3.2 LabVIEW 的数据采集 |
3.2.1 DAQ 的基本概念 |
3.2.2 DAQ 系统 |
3.2.3 总线 |
3.2.4 串口通信程序 |
3.3 软件系统设计及功能实现 |
3.3.1 串口设置 |
3.3.2 数据采集 |
3.3.3 实时显示 |
3.3.4 数据文本存储 |
3.4 本章小结 |
第四章 系统硬件设计 |
4.1 Protel DXP 概述 |
4.1.1 Protel DXP 的发展历史 |
4.1.2 Protel DXP 软件的特点 |
4.2 电路板设计模块 |
4.2.1 主控模块 |
4.2.2 模数转换模块 |
4.2.3 温度湿度模块 |
4.2.4 串口模块 |
第五章 总结与讨论 |
5.1 成果和收获 |
5.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
(8)基于CC1000的无线传感器网络节点的研究与设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 无线传感器网络概述 |
1.1 无线传感器网络的发展历程 |
1.2 无线传感器网络的基本结构和特征 |
1.2.1 无线传感器网络结构 |
1.2.2 网络拓扑结构 |
1.2.3 无线传感器网络的特征 |
1.3 无线传感器网络的性能评价指标 |
1.4 无线传感器网络的应用范围 |
1.5 论文的主要研究内容 |
第2章 无线传感器网络节点的介绍 |
2.1 几种典型的无线传感器网络节点 |
2.2 节点的结构 |
2.3 节点的特征 |
2.4 节点的总体设计要求 |
2.5 本章小结 |
第3章 无线传感器网络节点的硬件设计 |
3.1 节点组成及各功能模块的设计要求 |
3.1.1 节点的各个功能模块 |
3.1.2 节点的总体设计 |
3.2 主要芯片介绍 |
3.2.1 ATmega128L 单片机 |
3.2.2 CC1000 芯片 |
3.3 节点硬件设计 |
3.3.1 节点微处理器模块的设计 |
3.3.2 节点无线通信模块的设计 |
3.3.3 节点传感器单元的设计 |
3.3.4 节点存储单元的设计 |
3.3.5 节点电源模块的设计 |
3.4 本章小结 |
第4章 无线传感器网络节点的软件设计 |
4.1 节点的软件开发环境介绍 |
4.1.1 WINAVR 与AVR Studio 简介 |
4.1.2 SmartRF Studio 简介 |
4.2 节点无线通信模块软件设计 |
4.2.1 CC1000 的配置和初始化 |
4.2.2 无线收发模块压控振荡器 VCO 和锁相环 PLL 的校准 |
4.2.3 无线收发模块数据包的发送与接收 |
4.2.4 无线通信芯片 CC1000 通信测试结果 |
4.3 节点传感器模块软件设计 |
4.3.1 ATmega128L 与DS18B20 的通信 |
4.3.2 无线传感器节点传感器模块的实验参数 |
4.4 本章小结 |
第5章 全文总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(9)无线一氧化碳传感器的设计与研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 选题来源及意义 |
1.2 无线一氧化碳传感器国内外研究现状 |
1.2.1 一氧化碳传感器的发展 |
1.2.2 无线传感网络的应用及发展 |
1.3 本课题的任务及论文的内容组织 |
1.3.1 本课题的任务 |
1.3.2 论文的内容组织 |
1.4 研究的内容和方法 |
1.5 本章小结 |
2 ZigBee 无线通信技术 |
2.1 ZigBee 技术概述 |
2.2 ZigBee 协议的体系结构 |
2.3 与目前主要几种无线通信技术的比较 |
2.3.1 Wi-Fi |
2.3.2 超宽带(UWB)技术 |
2.3.3 近场通信(NFC) |
2.3.4 蓝牙(Bluetooth) |
2.3.5 红外线数据通信(IrDA) |
2.4 ZigBee 技术用于井下通信的可行性分析 |
2.4.1 2.4GHz 的频段 |
2.4.2 直接序列扩频(DSSS)技术 |
2.4.3 功耗、成本等方面的优势 |
2.5 本章小结 |
3 无线通信模块设计 |
3.1 无线收发模块的选择 |
3.2 通信控制用微处理器模块的选择 |
3.3 无线数据收发原理 |
3.4 系统结构框架及接口 |
3.5 本章小节 |
4 传感器硬件电路设计 |
4.1 传感器硬件设计原则 |
4.2 传感元件结构及工作原理 |
4.2.1 传感元件的结构 |
4.2.2 工作原理 |
4.3 单片机及外围电路 |
4.3.1 稳压电源电路 |
4.3.2 放大电路 |
4.3.3 A/D 转换电路 |
4.3.4 时钟电路 |
4.3.5 显示电路 |
4.3.6 复位电路 |
4.3.7 声光报警电路 |
4.3.8 红外遥控电路 |
4.4 传感器本质安全性计算 |
4.5 本章小结 |
5 系统软件设计 |
5.1 主程序 |
5.2 系统初始化 |
5.3 无线收发子函数 |
5.3.1 数据发送子程序 |
5.3.2 数据接收子程序 |
5.4 数据处理子程序 |
5.4.1 数字滤波子程序 |
5.4.2 零点漂移修正子程序 |
5.4.3 非线性修正子程序 |
5.5 本章小结 |
6 传感器抗干扰设计 |
6.1 硬件抗干扰设计 |
6.1.1 输入输出通道干扰的抑制 |
6.1.2 印刷电路板抗干扰设计 |
6.1.3 芯片选择抗干扰设计 |
6.1.4 数字信号采用负逻辑传输 |
6.1.5 去耦电容配置 |
6.1.6 其它抗干扰技术 |
6.2 软件抗干扰设计 |
6.2.1 指令冗余 |
6.2.2 数字滤波 |
6.2.3 软件陷阱的设计 |
6.2.4 软件“看门狗”技术 |
6.3 本章小结 |
7 试验和测试 |
7.1 样机试验与性能测试 |
7.2 实验过程和数据分析 |
7.2.1 模块无线组网测试 |
7.2.2 传感器实验数据及分析 |
7.3 样机技术指标 |
7.4 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 工作总结 |
8.2 课题存在的不足 |
8.3 工作展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(10)基于无线自组网的自动抄表系统的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 自动抄表系统的发展现状 |
1.2.1 有线抄表系统 |
1.2.2 电力载波抄表系统 |
1.2.3 无线抄表系统 |
1.3 无线传感器网络介绍 |
1.3.1 无线传感器网络特点 |
1.3.2 传感器网络与自组网的比较 |
1.3.3 无线传感器网络的应用 |
1.4 本文目的和组织结构 |
1.4.1 本文目的 |
1.4.2 本文组织结构 |
第2章 无线自动抄表系统的硬件设计与实现 |
2.1 功能要求 |
2.2 自动抄表系统中传感器节点的总体结构 |
2.3 系统各部分硬件组成 |
2.3.1 嵌入式微处理器ATmega128 |
2.3.2 无线收发模块 |
2.3.2.1 无线收发器nRF905 |
2.3.2.2 无线收发模块和微处理器的接口设计 |
2.3.3 供电模块 |
第3章 无线自动抄表系统通信协议的设计与实现 |
3.1 网络拓扑结构 |
3.2 MAC层协议 |
3.2.1 隐节点和暴露节点问题 |
3.2.2 几种MAC协议及CSMA/CA协议的实现 |
3.3 几种典型的路由协议 |
3.3.1 DSDV路由协议 |
3.3.2 DSR路由协议 |
3.3.3 AODV路由协议 |
3.3.4 自动抄表系统中路由协议的实现 |
3.4 新节点加入网络 |
3.5 系统的软件实现 |
3.5.1 中心节点软件实现 |
3.5.2 传感器节点软件实现 |
第4章 系统测试 |
4.1 硬件测试 |
4.2 各模块协议功能测试 |
4.3 系统测试及实验结果 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
四、采用单片机实现智能尘埃计数器及其遥测(论文参考文献)
- [1]无线传感网气象信息采集与处理系统设计与实现[D]. 王庆贺. 东南大学, 2018(05)
- [2]分布式振动传感定位视频监控技术[D]. 谭雄雄. 电子科技大学, 2016(02)
- [3]无线传感器网络算法的改进与水灾监测应用研究[D]. 王玮琦. 哈尔滨商业大学, 2015(08)
- [4]基于无线传感器网络的温度监测系统的研究[D]. 张盈盈. 哈尔滨商业大学, 2013(03)
- [5]基于WSN的冷库群温度监控系统研究[D]. 何冬冬. 天津科技大学, 2013(05)
- [6]基于无线传感器网络的监测系统研究与设计[D]. 陈俊松. 武汉理工大学, 2012(10)
- [7]基于LabVIEW物联网的草原灌溉系统设计[D]. 黄亚菲. 青海师范大学, 2012(04)
- [8]基于CC1000的无线传感器网络节点的研究与设计[D]. 倪霞. 湖北工业大学, 2011(08)
- [9]无线一氧化碳传感器的设计与研究[D]. 尚华. 河南理工大学, 2010(06)
- [10]基于无线自组网的自动抄表系统的研究[D]. 胡代荣. 大连海事大学, 2010(09)