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《基于無線傳感器控制網(wǎng)絡(luò)的空氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果基于無線傳感器控制網(wǎng)絡(luò)的空氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 引言 近幾年，我國以可吸入顆粒物、細顆粒物為特征污染物的區(qū)域性空氣污染事件頻發(fā)，空氣污染已成為危害人類健康的“隱形殺手”，受到社會的高度關(guān)注?？諝猸h(huán)境監(jiān)測是空氣環(huán)境治理和保護的前提，只有對空氣環(huán)境狀況有了全面、正確、具體的了解，才能實施有效、及時的防治措施?！洞髿馕廴痉乐涡袆佑媱潯穂13]明確指出，要“提高環(huán)境監(jiān)測能力，建設(shè)城市站、區(qū)域站統(tǒng)一布局的國家空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，加強監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量管理，客觀反映空
2、氣質(zhì)量狀況”?！ ”疚木C合運用多種物聯(lián)網(wǎng)信息感知手段，結(jié)合近距離的ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)及遠距離的GPRS、3G等遠程無線數(shù)據(jù)傳輸手段及Web編程技術(shù)，實時采集空氣污染物參數(shù)，通過上位機監(jiān)控軟件實時發(fā)布采集的數(shù)據(jù)，為計算空氣質(zhì)量指數(shù)AQI與預(yù)警污染事件提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，組建完整的空氣環(huán)境監(jiān)測體系?！ ?系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 整個系統(tǒng)主要包括ZigBee數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點、GPRSZigBee網(wǎng)關(guān)和基于B/S模式的智能監(jiān)測軟件3個部分，其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實驗條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民
3、經(jīng)濟具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果 ZigBee數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點。主要實現(xiàn)采集空氣污染數(shù)據(jù)并上傳，供高端分析處理；接收并執(zhí)行高端發(fā)送的不同方式的控制命令；通過ZigBee協(xié)議組成網(wǎng)絡(luò)并根據(jù)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀進行動態(tài)拓撲，對同一網(wǎng)段內(nèi)命令進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，維持整個網(wǎng)絡(luò)的有效通信?！ PRSZigBee網(wǎng)關(guān)。發(fā)送命令到ZigBee數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點或接收ZigBee數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)；以GPRS方式與高端通信，接收高端發(fā)送的命令并將命令下傳給ZigBee數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點，定時發(fā)送心跳包維持通信鏈路，將ZigBee數(shù)
4、據(jù)采集終端節(jié)點狀態(tài)信息反饋到高端?！ 』贐/S模式的智能監(jiān)測聯(lián)盟軟件。包括遠程更新管理軟件和通信軟件兩個部分。遠程更新管理軟件以大型商用數(shù)據(jù)庫SQLServerXX為基礎(chǔ)，采用B/S模式，提供ZigBee數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點測控、狀態(tài)顯示、污染預(yù)警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、報表生成等功能；通信軟件使用多線程的異步Socket機制，實現(xiàn)通信的高穩(wěn)定性與高可靠性。 2系統(tǒng)實現(xiàn) 數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點實現(xiàn) ZigBee數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示，實現(xiàn)ZigBee數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點遠程更新的底層軟件設(shè)計。課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實驗條件等要有恰
5、當(dāng)?shù)墓烙嫛谋緦W(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果 ZigBee數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點選擇飛思卡爾的32位ARM+RF一體化低功耗芯片KW01作為主控MCU，滿足ZigBee網(wǎng)絡(luò)低功耗、近距離、雙向傳輸特點；參考環(huán)保部門制定的空氣質(zhì)量檢測標準，選擇相應(yīng)的數(shù)字式傳感器對空氣環(huán)境中PM10、、CO、NO2、SO2、溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)進行檢測。 在ZigBee數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點硬件設(shè)計上，為實現(xiàn)節(jié)點的靈活性和可擴展性，采用分層結(jié)構(gòu)將其分為通信模塊和擴展板兩個部分。通信模塊包括無線功放模塊以及接口設(shè)計。擴
6、展板主要為測試和方便使用通信模塊而設(shè)計，包括RS232、指示燈、BDM接口、USBRS232轉(zhuǎn)換、AD接口等?！ ≡赯igBee數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點設(shè)計遠程更新軟件，首先解析KW01的機器碼文件、鏈接文件和存儲空間，設(shè)計無線通信和相關(guān)模塊的驅(qū)動程序；設(shè)計適合于節(jié)點遠程更新的RUPNP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使更新網(wǎng)絡(luò)和實際網(wǎng)絡(luò)分離，更具有通用性；為避免重定位問題，通過修改鏈接文件將監(jiān)控程序的存儲空間和用戶程序空間分離；設(shè)計超時機制，有效解決節(jié)點異常復(fù)位后進入監(jiān)控程序空等的數(shù)據(jù)幀問題?！ 【W(wǎng)關(guān)實現(xiàn) GPRSZigBee網(wǎng)關(guān)是應(yīng)用層服務(wù)器和該段傳感網(wǎng)絡(luò)中ZigBee數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點的聯(lián)系紐帶，包括主控模塊和
7、Link節(jié)點兩部分，結(jié)構(gòu)如圖3所示。課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對實驗條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對國民經(jīng)濟具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果 GPRSZigBee網(wǎng)關(guān)通過GPRS移動通信模塊和應(yīng)用層服務(wù)器進行雙向通信。從應(yīng)用層服務(wù)器接收數(shù)據(jù)，進行解析、處理、封包等操作。將需要發(fā)送到傳感網(wǎng)絡(luò)中
