基于嵌入式的廠區(qū)數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、密級桂林電子科技大學碩士學位論文（全日制專業(yè)學位碩士）（全日制專業(yè)學位碩士）題目題目基于嵌入式的廠區(qū)數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于嵌入式的廠區(qū)數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)（英文）（英文）DesignimplementationofthefactydatamonitingsystembasedonEmbeddedSystem研究生學號:1302303051研究生姓名:程文健指導教師姓名、職務指導教師姓名、職務:歐陽繕教授申請學位門類:工程碩士學

2、科、?？啤I(yè)名稱:電子與通信工程提交論文日期:2016年4月論文答辯日期:2016年6月摘要I摘要目前風靡國內(nèi)外的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)得到了廣泛的應用。本文參考物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的無線傳感技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及數(shù)據(jù)融合等相關(guān)技術(shù)，利用樹莓派卡片電腦、Zigbee網(wǎng)絡和多種傳感器進行研究并設計了基于嵌入式的廠區(qū)數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對工業(yè)和生活領(lǐng)域多種數(shù)據(jù)參數(shù)的采集，確保生產(chǎn)生活安全、經(jīng)濟、有效、健康地進行。主要研究和設計內(nèi)容概括如下：1、針對現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)監(jiān)

3、測與處理系統(tǒng)逐漸呈現(xiàn)網(wǎng)絡化、智能化、遠距離和低功耗的特點，設計制作基于CC2530模塊為控制核心的前端數(shù)據(jù)采集節(jié)點，利用CC2530搭載GP2Y1010粉塵傳感器、二路光耦測速傳感器、DHT22溫濕度傳感器、BMP180氣壓傳感器實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的實時采集、處理。同時利用CC2530射頻單元搭建Zigbee網(wǎng)絡，根據(jù)Zigbee網(wǎng)絡的通信原理和特點，定義并設計系統(tǒng)的通信協(xié)議。本設計中采用輪詢的思想對系統(tǒng)協(xié)議進行設計和利用，系統(tǒng)的協(xié)調(diào)器輪詢與前

4、端數(shù)據(jù)采集節(jié)點握手通信，協(xié)調(diào)器根據(jù)系統(tǒng)需求和樹莓派指令周期性的自適應調(diào)整，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸與共享。該設計既可以實現(xiàn)低功耗數(shù)據(jù)采集，又可以實現(xiàn)樹莓派對數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和處理。2、設計并實現(xiàn)了基于樹莓派、LCD觸控屏和CC2530模塊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接板，有效搭建系統(tǒng)控制平臺。主要通過擴展樹莓派的40pinGPIO引腳實現(xiàn)樹莓派與CC2530模塊的串口通信、LCD觸控屏與樹莓派的SPI通信。協(xié)調(diào)器通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)送給樹莓派上位機顯示，樹莓派上位機界

5、面通過串口觸摸控制整個系統(tǒng)，系統(tǒng)完成一次數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)接板指示燈閃爍一次，提高了控制平臺的便攜性和數(shù)據(jù)通信的可檢驗性。3、針對多傳感數(shù)據(jù)準確性和直觀性的需求，本文提出了一種基于指數(shù)貼近度加權(quán)數(shù)據(jù)融合與模糊分類算法，首先用傳感器采集的數(shù)據(jù)自定義目標數(shù)據(jù)的估計值，然后利用指數(shù)貼近度算式計算各個采集數(shù)據(jù)與目標數(shù)據(jù)估計值的貼近度來合理分配每個采集數(shù)據(jù)的權(quán)重系數(shù)，通過數(shù)據(jù)加權(quán)得出融合數(shù)據(jù)。用標準三角形隸屬函數(shù)建立模糊規(guī)則庫對融合數(shù)據(jù)進行直觀顯示。使用