智能家居控制系统的设计与实现
这是一篇关于智能家居,iOS,ZigBee,通讯协议,RT5350的论文, 主要内容为步入二十一世纪以后,我国的科技发展突飞猛进,互联网从进入中国到如今已经延伸到我们生活方方面面,智能手机和平板电脑的诞生,为远程遥控家里的各种电器提供了更好的硬件支撑。基于数字化的智能家居系统已经变成高生活品质生活的一个不可或缺的重要因素,它是社会发展的必一种然趋势。本文设计了一种基于ZigBee技术结合iOS系统的智能家居的控制系统。完成了采用ZigBee技术标准的通信系统硬件设计以及采用Xcode平台的iOS客户端App程序开发,本文对系统核心控制功能中的关键代码进行了技术实现分析,同时从系统网络性能方面进行了相关测试工作。最终完成了智能家居控制系统的硬件部分设计和移动App功能的设计,经过测试满足了项目实际开发需求。论文主要工作分为以下几个部分:首先,本文首先对智能家居相关技术的研究背景进行了介绍,根据当前智能家居的发展现状结合技术实现成熟度拟定了本文的设计任务,然后提出了一套较为完整的智能家居监控系统的设计方案,并对方案的技术实现过程进行了详细介绍。其次,对系统的各个硬件模块进行了选型和设计。这一部分首先介绍了系统的总体硬件结构,然后分别阐述了系统传感器和可控设备的选型与研究,实现了ZigBee无线传感网络的组建和数据传输,接着通过在RT5350无线网关上移植OpenWrt通信平台,实现了RT5350网关的无线数据转发功能。最后,对系统软件部分进行了详细设计,主要包括ZigBee网络的软件设计,iOS移动客户端的通信设计,移动客户端的UI界面设计。实现了iOS客户端通过Socket通信与家居用电设备之间的数据传输。经过对系统的功能性测试和性能两个方面的测试,本文设计完成的控制系统,能够满足实时监控家庭环境的需求并具备了对家居中的用电设备进行远程控制的功能,达到了预期设计的目标。
基于ZigBee的光伏电站智能脱扣器设计与实现
这是一篇关于光伏电站,智能脱扣器,ZigBee,云服务器,路由算法的论文, 主要内容为太阳能作为最常见的可再生清洁能源之一,一直深受社会关注,光伏太阳能发电应运而生。虽然光伏发电发展已有一段时间,但仍存在许多问题,光伏电站烧毁屡见不鲜,这对电站的电气保护器件智能脱扣器有了进一步要求。本文基于实际工程需求,设计了不仅能够对光伏电站进行故障保护,而且管理人员又可以对其运行状态进行实时监控的智能脱扣器,主要工作如下:1、完成智能脱扣器终端设备研制,系统硬件部分主要包括信号采集与调理电路、主控单元、脱扣执行单元、电源电路、ZigBee模块、GPRS模块等,软件部分主要包括:信号处理算法、电流三段保护、ZigBee路由算法等。首先智能脱扣器通过主控单元对底层传感器采集到的光伏电站运行电气信号进行数据处理,当发生数据超标等异常情况时,智能脱扣器能进行故障脱扣或报警动作,然后使用ZigBee组网技术将各电站数据汇总,并通过GPRS模块将其发送给云端。2、搭建管理服务平台,一方面基于MFC平台开发上位机,管理员通过上位机可以快捷地对智能脱扣器的额定电流、故障类型等参数进行读取与修改,另一方面进行云端设计,完成电站运行数据的存储、显示、处理等功能,当数据异常时能及时向管理人员推送报警信息,实现对智能脱扣器的实时监测。3、改进ZigBee路由算法,传统AODVjr路由算法未对路由分组进行限制,造成广播分组易泛滥,传输时延加大,而对于线路保护机构来说快速性是重要指标,结合光伏电站排列方式一般为静态双侧排布的特点,添加相关参数以对路由过程中的广播方向和跳数进行限制,减少冗余路由,提高信息传输效率。经验证,本文所设计的基于ZigBee的光伏电站智能脱扣器,能够对光伏电站故障保护的同时,实现对运行数据进行传输、存储和云端分析,达到了预期的设计效果。
基于物联网农业环境参数监测系统研究
这是一篇关于物联网,ZigBee,无线传感器网络,数据融合,B/S架构的论文, 主要内容为我国作为传统的农业大国,农业在国民经济体系中占有极其重要的地位。近年来,我国农业面临诸多新挑战,如农村人口老龄化、农村空心化、气候环境、生态资源和农产品安全等问题越来越严峻。传统的农业主要依靠人为感知、直观经验的粗放式生产管理,造成农业生产效益低,自然生态环境受到破坏。将物联网与现代通信技术应用到农业生产过程中,通过对农作物生长环境参数的实时采集,更好地指导农业生产。因此亟需设计一套基于物联网的农业环境参数监测系统,实时准确采集农业环境参数信息,完成对农作物科学精细化管理,提高农业生产效率。首先,课题经过调查研究,总结分析了国内外物联网农业的研究现状、物联网相关概念及物联网农业关键技术,结合实际应用,设计了基于物联网技术的农业环境监测系统架构,系统由感知层、网络层和应用层三层网络模型构成。其中无线传感器网络节点采用模块化的结构设计,确定传感器模块、无线通信模块、串口通信和电源模块等硬件实现方案;软件以ZStack协议栈为基础,成功实现了协调器网络组建及节点设备入网,并对ZigBee组网进行了校验及节点通信设计。其次,课题提出了一种将遗传算法与蚁群算法相结合改进BP神经网络的数据融合算法GA-ACO-BP,改善无线传感器网络系统性能,采用基于LEACH协议的无线传感器网络模型,以遗传算法、蚁群算法和BP神经网络为算法理论基础,完成了GA-ACO-BP算法设计并给出了具体实现步骤;通过实验仿真表明,GA-ACO-BP算法在收敛速度、降低协调器节点功耗和协调器节点接收的数据量等性能指标方面,都要优于LEACH和ACO-BP算法。最后,选用B/S架构的上位机软件系统,采用JAVA和JSP编程语言,完成上位机系统总体设计,完成了用户登录、参数设定和曲线显示的人机交互界面,基于Web的远程数据传输技术,实现了数据上传、指令下达和远程监测,采用My SQL数据库来管理、存储网络节点的实时数据和历史数据,可以导出Excel报表,生成全天、全周和全月的数据变化趋势图,完成了数据汇总。课题基于物联网技术的农业环境参数监测系统研究,给出了具体的设计方案,系统可以正常运行,用户可以随时登录系统进行数据的查询和管理,采用GA-ACO-BP算法降低了系统能耗。国家已经对农业未来发展制定了详细的规划,物联网必将在新型农业生产建设中发挥重要作用。
矿用无线多参数传感器设计的研究与实现
这是一篇关于煤矿,监测系统,ZigBee,WiFi,B/S的论文, 主要内容为安全一直是煤矿生产的核心内容。我国煤矿安全事故时有发生,造成了巨大的人员伤亡和财产损失,安全生产是煤炭行业的迫切需求。煤矿安全监测系统可以在煤矿安全生产中发挥巨大的作用,其中对煤矿井下环境参数的监测更是重中之重。在现有的煤矿环境参数监测系统中,主要通过有线或者单一无线协议进行通信。在采用有线通信的监测系统中,采集节点的布置受限于通信线缆,不便于灵活安放,此外新增加的线缆不仅成为了矿井中新的隐患,还何有可能在井下严苛的工作条件下发生故障；在采用单一无线协议通信的监测系统中,绝大多数选择ZigBee技术作为传输方式,但煤矿井下特殊的空间结构非常不利于长距离无线通信,采用ZigBee技术进行通信只能采取单链、中继的方式,中继节点通信压力大,严重影响使用寿命,且非常容易由于单个中继节点的故障导致整个系统的失效。同时,ZigBee作为一种低速率的无线通信技术,单个节点难以承受整个煤矿井下所有节点的数据流,并且限制了高传输速率功能的扩展。针对这些问题,设计了一种依托井下工业以太网,结合ZigBee与WiFi无线技术,集成采集煤矿井下多种环境参数的煤矿混合无线网络多参数环境监测系统。该系统安装方便,可移动采集,传输信道容量大,后台数据处理系统便于实现煤矿信息化。本文主要研究内容：设计实现微型化、低功耗节点。系统包括多参数采集节点与ZigBee-WiFi网关节点,数据采集节点完成对煤矿井下瓦斯浓度、一氧化碳浓度、氧气浓度、温度以及湿度的采集,将采集到的数据传输至ZigBee-WiFi网关节点；ZigBee-WiFi网关节点完成ZigBee协议与WiFi协议间的转换,将环境参数最终通过井下以太网进行传输。设计实现ZigBee-WiFi混合无线网络通信模式。系统中ZigBee与WiFi无线网络并存,结合了ZigBee网络组网灵活、功耗低与WiFi网络信道容量大、易于汇入以太网的优点,实现了井下环境监测系统的整体覆盖。设计实现后台数据处理系统。依托串口通信设计了单上位机数据处理系统,实现现场环境下对环境参数的实时处理；依托MVC架构设计了B/S数据处理系统,实现了远程网络化数据处理。
基于STM32和ZigBee的无线群控节点试验研究
这是一篇关于STM32,ZigBee,监控系统,无线传感的论文, 主要内容为随着嵌入式技术的发展,传统的测控系统中一部分正逐渐被无线化、网络化和智能化的无线监控系统所取代。无线监控系统将各分布节点经无线连接起来,实现数据的采集、传输和存储,但目前的问题是应用成本较高。为了降低无线节点的成本,提高通用性和可靠性,课题基于STM32单片机和ZigBee协议,研究了通用的无线群控节点硬/软件结构方案。本课题采用了理论分析和试验样机测试相结合的研究方法,研究的无线群控节点硬件方案采用STM32系列单片机和ZigBee无线模块组合的架构,软件框架采用基于嵌入式系统控制的前后台软件控制方案。并对无线群控节点开展了发射功率和可靠性试验研究。课题研制的无线群控节点完成对人体步态信息采集试验,实现了对人体多个动作步态信息的采集;同时,本课题研究的无线群控节点用于对焊机焊接质量监控的试验中,实现了对数字焊机编号的设定、工艺参数的设定以及焊接实时数据采集的功能。试验结果表明,本课题研究的基于STM32单片机和ZigBee协议的无线群控节点能够实现对控制过程中信息的采集和数据的可靠传输,具有低成本、抗干扰能力强的特点,可以用于一类低成本的数据监控系统中。
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