学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于RFID和ZigBee融合的危险化学品安全监控系统研究与设计

作　者: 李韵
导　师: 肖军
学　校: 宁夏大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: RFID ZigBee 防碰撞 危险化学品监控
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 6次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文针对现存的危险化学品安全管理中的主要问题,将无线传感器节点和RFID阅读器结合,应用到危险化学品安全监控中。RFID技术能够识别单个化学品的信息,无线传感器节点负责实时监控存放危险化学品仓库中的环境参数,并建立传输网络将这些信息和RFID读取的化学品信息共同传递到上位机监控系统中,使管理人员能够随时掌握化学品仓库中的信息,对事故的预防起到积极有效地作用。RFID技术和ZigBee技术的融合是危险化学品安全监控系统的核心,本文从软件、硬件和通信协议三方面对其进行设计,将这两种技术很好的融合起来,并应用到RFID阅读器中,让其在整个系统中发挥巨大的作用。进行数据传输很难避免数据碰撞,本文对原有的防碰撞算法进行改进,使防碰撞算法更适用于标签数量多并且仓库面积大的场合。然后针对系统冗余数据多的问题,提出了改进的数据聚合算法,使系统的冗余数据减少,还在聚合能耗和时延两方面提供了较为折中的办法。为了既保证信息的无缝采集和通信完整,又能在性能、价格和能耗方面做到最优化,本文给出了ZigBee的随机分布模型和覆盖控制模型,使得系统在部署上有了确切的依据。本文又给出了系统的总体框架设计和ZigBee传输网络的详细设计方案以及软件模块的详细阐述。最后本文对系统进行了简单测试,证明该系统可行。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 研究背景及研究意义  8
  1.2 国内外研究的现状  8-9
    1.2.1 国外危险化学品管理的现状  8-9
    1.2.2 国内危险化学品管理的现状  9
  1.3 RFID与ZigBee的融合研究可行性分析  9-10
  1.4 论文的主要内容和结构  10-11
    1.4.1 论文的主要工作  10
    1.4.2 论文的创新点  10
    1.4.4 论文的章节安排  10-11
  1.5 本章小结  11-12
第二章 相关技术分析  12-21
  2.1 RFID技术  12-13
    2.1.1 RFID技术的工作原理  12-13
    2.1.2 RFID的工作特性  13
    2.1.3 RFID的主要应用  13
  2.2 ZigBee技术  13-17
    2.2.1 无线传感器网络概述  13-14
    2.2.2 无线传感器网络的特点  14-15
    2.2.3 无线传感器网络的传感方式  15
    2.2.4 ZigBee参考模型  15-16
    2.2.5 ZigBee网络拓扑结构  16-17
    2.2.6 ZigBee在物联网中的应用前景  17
  2.3 ZigBee与RFID融合的体系架构  17-19
    2.3.1 物联网架构下ZigBee与RFID的融合  17-18
    2.3.2 智能节点网络体系  18
    2.3.3 智能标签网络体系  18-19
  2.4 本文用到的算法概述  19-20
    2.4.1 RFID防碰撞算法  19-20
    2.4.2 数据聚合算法  20
    2.4.3 ZigBee的覆盖控制  20
  2.5 本章小结  20-21
第三章 危险化学品安全监控系统的主要算法研究与设计  21-36
  3.1 RFID防碰撞算法及其改进  21-24
    3.1.1 改进的算法描述  21-23
    3.1.2 算法仿真  23-24
  3.2 数据聚合算法的改进  24-30
    3.2.1 算法模型  24-26
    3.2.2 改进的算法描述  26-28
    3.2.3 算法仿真  28-30
  3.3 ZigBee网络的随机分布模型及覆盖控制研究  30-35
    3.3.1 随机分布模型  30
    3.3.2 覆盖控制模型  30-33
    3.3.3 算法仿真  33-35
  3.4 本章小结  35-36
第四章 危险化学品安全监控系统设计方案  36-54
  4.1 系统总体结构设计  36-38
  4.2 RFID与ZigBee的融合  38-41
    4.2.1 阅读器节点硬件设计  38-39
    4.2.2 阅读器节点软件设计  39-40
    4.2.3 通信协议转换  40-41
  4.3 数据采集系统设计  41
  4.4 ZigBee网络传输设计  41-52
    4.4.1 系统的网络拓扑  41-42
    4.4.2 网络节点设计  42-44
    4.4.3 ZigBee建立网络与加入网络分析  44-46
    4.4.4 系统中的通信设计  46-50
    4.4.5 无线环境检测  50-52
  4.5 应用层软件模块设计  52-53
    4.5.1 系统目标功能  52-53
    4.5.2 上位机监控系统的软件设计  53
  4.6 本章小结  53-54
第五章 危险化学品安全监控系统测试  54-58
  5.1 系统测试环境  54-55
    5.1.1 硬件环境  54
    5.1.2 软件环境  54-55
  5.2 系统测试内容  55-57
    5.2.1 ZigBee无线传感器网络通信实验  55-56
    5.2.2 ZigBee数据包捕获  56-57
    5.2.3 气体检测  57
    5.2.4 温度检测  57
  5.3 本章小结  57-58
第六章 总结与展望  58-59
  6.1 总结  58
  6.2 不足与展望  58-59
参考文献  59-61
致谢  61-62
攻读硕士学位期间发表的学术论文  62-63
个人简历  63

相似论文

  1. 基于无线传感器网络的电动汽车电池组综合测试技术研究,U469.72
  2. RFID技术在汽车点火线圈生产中的应用研究,TP391.44
  3. 智能家居系统中ZigBee节点的研究,TN929.5
  4. 基于ZigBee技术的无线传感器网络研究与实现,TN929.5
  5. 畜产品质量安全保障监管RFID系统,TS201.6
  6. 物联网在服装行业的应用性研究,TN929.5
  7. 基于ZigBee的室内定位系统的研究与设计,TN929.5
  8. 城市照明管理系统中的时间同步方法研究,TM923
  9. 基于ZigBee的奶牛个体识别与定位系统设计,TN929.5
  10. 基于ZigBee技术的井下人员定位系统的研究,TN929.5
  11. 定位辅助搜寻Wi-Fi的移动设备节能策略,TN929.53
  12. 基于zigbee的智能楼宇环境监测无线传感网络,TN929.5
  13. 基于北斗卫星和ZigBee通信技术的广播电视授时系统研究,TN948
  14. 污水处理设备自动化运行设计与应用,TP273
  15. 足球运动数据采集系统设计,TP212.9;TP274.2
  16. 隧道内外ZigBee与GPS综合定位卡研究,TN967.1
  17. 基于RFID的车辆出入管理系统防碰撞技术研究,TP315
  18. 基于RFID的航空食品物流信息管理平台,TP311.52
  19. 基于ZigBee的农网无线抄表系统的研究,TM76
  20. 基于无线传感器网络的温室测量系统研究,TP274
  21. 太湖水体透明度远程监测系统的研究与应用,TP274

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
© 2012 www.xueweilunwen.com