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烟草仓库环境无线监测系统设计

作　者: 陈扬
导　师: 黎洪生
学　校: 武汉理工大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 烟草仓库环境监测 无线传感网络 SimpliciTI协议 传感节点设计
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 172次
引　用: 2次
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内容摘要


烟草行业对如何提高卷烟品质进行深入研究后,发现卷烟生产和销售过程中的仓储环境对卷烟品质影响很大,传统烟草仓库环境质量采用人工测量记录,管理人员对仓储环境缺乏有效的监测手段。信息化水平的提高,为改进烟草行业生产和销售阶段的仓储管理方式提供了新的手段,研究建立高效的烟草仓库远程环境监测系统具有非常重要的实际意义和应用价值。本文针对烟草仓库环境无线远程监测及系统设计技术进行研究,其主要工作包括：分析了烟草仓库环境监测需求,比较了主流无线通信技术实现方案的特点,设计了一种新的基于SimpliciTI的分级分布式烟草仓库无线远程监测系统方案,提高了系统灵活性、流动性和可靠性,同时降低了系统成本。设计了基于SimpliciTI的烟草仓库无线监测系统的硬件系统,包括基于CC2510无线射频单片机的监测节点和基于ARM7处理器STR710的集中器。监测节点能监测烟叶堆垛内部和仓库环境的温湿度；集中器管理整个仓库的监测节点,根据不同场合需要,采用多种通信方式与监控中心连接。系统硬件设计功能完整、功耗低、安装灵活。深入研究了SimpliciTI协议的体系结构和工作机制,实现了SimpliciTI协议的移植；设计了基于SimpliciTI的监测节点和集中器应用程序。对SimpliciTI协议的跳频功能和休眠机制做了改进研究,可使网络数据传输可靠性更高、能耗更低。研究结果表明,文中提出的基于SimpliciTI协议的监测系统设计是一种在烟草仓库里易于实现、低功耗、低成本的解决方案。提出的以短距离无线通信为基础结合有线或远距离无线通信的系统传输方式,能够优势互补,应用前景非常广阔。本系统的实现为远程监测领域更复杂的研究奠定了很好的实践基础。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-14
  1.1 课题概述及研究意义  8-10
  1.2 课题研究背景与现状  10-11
    1.2.1 课题研究背景  10
    1.2.2 仓库环境监测技术研究现状  10-11
  1.3 无线传感网络技术介绍  11-12
  1.4 本文主要工作内容及论文结构  12-14
    1.4.1 本文主要工作内容  12-13
    1.4.2 论文结构  13-14
第2章 烟草仓库无线监测系统总体设计  14-21
  2.1 监测系统总体方案设计  14-16
  2.2 无线通信技术的方案选择  16-19
    2.2.1 常用通信技术介绍  16-18
    2.2.2 通信方案选择  18-19
  2.3 系统设计原则  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第3章 温湿度无线传感节点设计  21-34
  3.1 温湿度无线传感节点总体设计  21-22
  3.2 处理器和射频模块CC2510  22-25
    3.2.1 CC2510的特性介绍  22-24
    3.2.2 CC2510应用参考电路  24-25
  3.3 温湿度传感器  25-26
  3.4 传感节点外围电路设计  26-28
  3.5 传感数据采集的实现  28-33
    3.5.1 接口总线介绍  28-29
    3.5.2 SHT11工作过程  29-31
    3.5.3 驱动程序和采集程序实现  31-33
  3.6 本章小结  33-34
第4章 集中器硬件设计  34-42
  4.1 集中器硬件总体设计  34-35
  4.2 STR710FR控制器介绍  35
  4.3 集中器主要外设接口设计  35-41
    4.3.1 人机接口设计  35-37
    4.3.2 通讯接口设计  37-39
    4.3.3 Flash存储电路  39-40
    4.3.4 集中器电源设计  40-41
  4.4 本章小结  41-42
第5章 通信协议及系统软件设计  42-59
  5.1 SIMPLICITI协议简述  42
  5.2 SIMPLICITI协议结构  42-48
    5.2.1 SimpliciTI协议功能  42-44
    5.2.2 SimpliciTI协议结构分析  44-46
    5.2.3 网络拓扑和数据格式  46-48
  5.3 SIMPLICITI协议实现  48-53
    5.3.1 SimpliciTI协议实现的软硬件环境  48-49
    5.3.2 SimpliciTI协议栈移植与实现  49-52
    5.3.3 点对点通信实现  52-53
  5.4 系统应用软件设计  53-55
    5.4.1 传感节点软件设计  53-54
    5.4.2 集中器软件设计  54-55
  5.5 对SIMPLICITI协议的改进研究  55-58
    5.5.1 SimpliciTI协议的跳频机制和休眠机制研究  55-57
    5.5.2 跳频机制与休眠机制的改进  57-58
  5.6 本章小结  58-59
第6章 总结与展望  59-61
  6.1 全文总结  59-60
  6.2 下一步工作展望  60-61
参考文献  61-64
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文  64-65
致谢  65

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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 > 数据处理、数据处理系统
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