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矿热炉电极测长系统集中器设计

矿热炉电极测长系统集中器设计

作者：郑甜莹西安石油大学

学位级别：硕士

电石炉作为现阶段国家发展必不可少的工业炉窑,降低其工业污染和能源消耗是电石炉技术进步的重中之重,而合理控制电极的烧结程度和入炉深度可有效提高生产效益、降低能耗、减少污染。矿热炉电极测长装置安装在专门设计的电极筒盖中,利... 详细信息

电石炉作为现阶段国家发展必不可少的工业炉窑,降低其工业污染和能源消耗是电石炉技术进步的重中之重,而合理控制电极的烧结程度和入炉深度可有效提高生产效益、降低能耗、减少污染。矿热炉电极测长装置安装在专门设计的电极筒盖中,利用超声波在不同媒质分界面的回波信号时差来进行电极长度测量。电极筒处于高温环境中,且自身带电,并不断运动,想利用有线传输数据十分困难,因此设计集中器系统,利用无线传输方式汇总一台电石炉A、B、C独立的三个电极测长装置的数据,并通过总线转发至中控室。本文基于ZigBee无线通信技术设计了矿热炉电极测长装置的集中器系统。首先,应用聚类方法对集中器系统数据进行挖掘,将数据划分为A、B、C、D四类,A类是生产数据,B类是报警数据,C类是维修数据,D类是运行参数。其次,按照集中器数据存储、方向分析设计了硬件电路,包含电源模块、主控模块、I/O扩展模块和通信模块。然后,采用自底向上和自顶向下相结合的思路完成自诊断模块、无线数据遥传模块、RS485通信模块、LED显示模块、TFT液晶屏、DDS扫频仪、多通道数据采集和主调度的软件设计。无线数据传输时,Zig Bee模块选择透传模式为数据传输模式,AT命令模式配置和读取设备状态,星型网络拓扑结构为网络结构组网。最后,对软硬件进行联合调试,获取UART、I2C通信时序图,经对比收发时序图与设计一致。结果表明,集中器系统可以实现数据转发功能,控制下位机工作并将测量数据传输给上位机,满足设计要求。

关键词：集中器 ZigBee无线通信技术 RS485通信

基于NB-IoT和zigbee的物联网智能建筑环境监控方法

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齐齐哈尔大学学报（自然科学版） 2023年第2期39卷 1-5,24页

作者：任远林安徽工商职业学院应用工程学院合肥231131

现阶段,物联网技术已经广泛应用到智能建筑行业中,但在环境监控方面依然较为薄弱,智能建筑安全水平仍然不高,提出基于窄带物联网(NB-IoT)和zigbee的物联网智能建筑环境监控方法。融合NB-IoT和ZigBee无线通信技术生成无线组网,将智能传... 详细信息

现阶段,物联网技术已经广泛应用到智能建筑行业中,但在环境监控方面依然较为薄弱,智能建筑安全水平仍然不高,提出基于窄带物联网(NB-IoT)和zigbee的物联网智能建筑环境监控方法。融合NB-IoT和ZigBee无线通信技术生成无线组网,将智能传感器作为数据采集节点,获取智能建筑环境监控数据,并对获取到的数据进行预处理。搭建多层簇网络结构,动态化选取簇头,融合全部环境监控数据并构建智能建筑风险矩阵。通过计算智能建筑风险数值评估建筑风险,从而实现智能建筑环境监控。实验结果表明,应用该方法后环境监控网络能耗更低,环境监控数据融合时间更短,智能建筑风险评估结果更加接近实际评估结果,充分证实了该方法具有较好的智能建筑环境监控效果。

关键词： NB-IoT无线通信技术 ZigBee无线通信技术智能建筑智能传感器环境监控风险评估

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液压支架电液控制系统无线传感器网络的研发

液压支架电液控制系统无线传感器网络的研发

作者：孙晓旭太原理工大学

学位级别：硕士

如今大型煤矿井下基本实现了半自动化采煤作业,液压支架传感器作为电液控制系统中重要组成部分,在其中扮演着重要的角色,但是综采工作面环境恶劣、液压支架传感器数量多且均为有线传感器,造成接线连接困难,布线复杂,经常因为传输线挤压... 详细信息

如今大型煤矿井下基本实现了半自动化采煤作业,液压支架传感器作为电液控制系统中重要组成部分,在其中扮演着重要的角色,但是综采工作面环境恶劣、液压支架传感器数量多且均为有线传感器,造成接线连接困难,布线复杂,经常因为传输线挤压造成断线事故,甚至因此而酿成后患。因此开发具有无线传输功能的传感器网络对于提高液压支架电压控制系统的可靠性和安全性具有重要的现实意义。为此本文围绕电液控制系统无线传感器方案、传感器特性、传感器网络和传感器故障等问题进行了系统研究,具体研究内容如下:(1)比较国内外液压支架无线传感器网络研究现状,结合井下液压支架传感器分布特点,制定液压支架无线传感器网络总体设计方案,研发一套适用于煤矿井下的液压支架无线传感器网络系统。系统包括无线传感器、无线收发器、支架控制器以及无线网络监控平台,功能包括无线传感器采集传输数据、无线收发器传输数据、支架控制器接收显示数据、无线传感器网络监控平台显示与设置等功能。(2)根据液压支架无线传感器网络总体设计方案,设计了无线传感器、无线收发器、支架控制器的硬件电路与软件程序。硬件电路包括无线传感器的信号采集处理电路、无线通信电路及其锂电池管理电路;无线收发器的无线通信电路及其锂电池管理电路;支架控制器的无线通信电路。软件程序包括无线传感器数据采集处理程序、无线收发器数据传输程序、锂电池管理程序、支架控制器接收显示程序。设计了无线传感器网络监控平台,具有显示传感器数据、锂电池电量、网络故障、设置网络参数等功能。根据井下工作环境,设计了传感器、无线收发器及支架控制器的天线。(3)根据井下液压支架无线传感器网络链式分布结构,研究一种适用于综采工作面液压支架无线传感器网络的分簇式LEACH-DFD节点故障诊断算法,解决了传统的分布式故障诊断算法冗余量大、能耗高、精度低的问题。利用改进后的分簇式LEACH-DFD节点故障诊断算法能够实时、准确、在线监测节点之间的通信状态,通过仿真实验验证了改进后的算法明显降低了节点的冗余计算以及能量消耗,并提高了无线传感器网络的故障诊断精度。(4)基于实验室无人值守工作面电液控制系统,构建了液压支架无线传感器网络试验平台,对无线传感器采集传输数据、无线收发器传输数据、支架控制器接收与显示数据、无线传感器网络监控平台显示与设置等功能进行调试检验。试验结果表明,系统的设计及网络的组建满足对无线传感器稳定运行、操作灵敏、通信可靠、功耗低的要求;研发的无线传感器、无线收发器、支架控制器能够完成对液压支架传感器数据的采集与显示;无线传感器网络监控平台能够完成对传感器数据、锂电池电量、网络故障的显示,并能够根据井下要求修改无线传感器网络的参数。

关键词：液压支架无线传感器网络 ZigBee无线通信技术无线传感器网络故障诊断

基于ZigBee无线通信技术的机械主轴轴承振动的检测研究

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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2023年第8期 0005-0008页

作者：王高源郑州大学河南郑州450000

随着机械设备的发展,对设备的振动监测与诊断技术也提出了越来越高的要求。轴承作为旋转机械的核心部件,其性能的好坏直接关系到整个设备的正常运行,而轴承振动信号是反映其状态的重要参数,因此对轴承振动信号进行监测与诊断显得尤为重... 详细信息

随着机械设备的发展,对设备的振动监测与诊断技术也提出了越来越高的要求。轴承作为旋转机械的核心部件,其性能的好坏直接关系到整个设备的正常运行,而轴承振动信号是反映其状态的重要参数,因此对轴承振动信号进行监测与诊断显得尤为重要。本文介绍了一种基于 ZigBee无线通信技术的机械主轴轴承振动检测方法,分析了 ZigBee无线通信技术在机械主轴轴承振动检测中的应用。

关键词： ZigBee无线通信技术机械主轴轴承振动

基于ZigBee无线通信技术的智能家居应用研究

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通信电源技术 2022年第21期39卷 10-12页

作者：兰劭晖联通数字科技有限公司北京100000

随着无线通信技术和互联网+技术的不断发展,智能家居成为家居领域未来的重要发展方向。利用现代化网络通信技术整合家用电器、传感器以及通信设备,可以更好地满足人们对智能家居系统的高品质需求。zigbee技术是一种被广泛应用于各领域... 详细信息

随着无线通信技术和互联网+技术的不断发展,智能家居成为家居领域未来的重要发展方向。利用现代化网络通信技术整合家用电器、传感器以及通信设备,可以更好地满足人们对智能家居系统的高品质需求。zigbee技术是一种被广泛应用于各领域内的近距离无线通信技术,具有成本低和小型化的优点,满足智能家居网络建设的需求。

关键词： ZigBee无线通信技术智能家居无线传感器

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电力高压触点温度无线监测系统的研发

电力系统保护与控制 2010年第22期38卷 174-178页

作者：邢晓敏李波陈静东北电力大学吉林吉林132012 许继电气股份有限公司河南许昌461000 国电蚌埠发电有限公司安徽蚌埠233411

基于电力系统中对高压触点温度测量的实际需求,研发了一套高压触点温度无线监测系统。该系统由无线温度传感器节点网络、无线遥测网络和监测主机三个部分组成。无线温度传感器节点采用DS18B20测量温度,CC2430单片机读取温度数据并实现Zi... 详细信息

基于电力系统中对高压触点温度测量的实际需求,研发了一套高压触点温度无线监测系统。该系统由无线温度传感器节点网络、无线遥测网络和监测主机三个部分组成。无线温度传感器节点采用DS18B20测量温度,CC2430单片机读取温度数据并实现ZigBee无线通信技术的灵活组网。无线遥测网络是由无线温度监测仪经CAN工业总线互联而成。无线温度监测仪作为zigbee子网内的主节点,负责接收各节点温度数据,并向监测主机转发。监测主机完成对所有节点温度的显示、判断、存储等工作。系统已在现场投入试运行,性能良好,为电力系统的安全运行提供了有力支持。

关键词：高压触点无线监测系统 ZigBee无线通信技术 CAN工业总线

基于MEMS+zigbee的地质灾害监测预警技术研究

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自动化与仪表 2023年第7期38卷 1-4,32页

作者：陈刚湖北省地质环境总站武汉430030

为实现地质灾害监测的智能化、实时化,提高监测手段的准确性和适用性,同时降低监测成本,基于MPU-6050型MEMS加速度传感器和CC2530型zigbee无线通信处理器,构建地质灾害监测预警系统,可实现对位移、倾角、温湿度多种参数的实时动态智能... 详细信息

为实现地质灾害监测的智能化、实时化,提高监测手段的准确性和适用性,同时降低监测成本,基于MPU-6050型MEMS加速度传感器和CC2530型zigbee无线通信处理器,构建地质灾害监测预警系统,可实现对位移、倾角、温湿度多种参数的实时动态智能化监测,监测误差分别仅为1.5%、1.4%和2.22%。为了达到较高的数据传输可靠性和准确性,zigbee节点距离宜控制在50 m以内,系统的平均丢包率仅为0.83%,平均信号强度达到35.5 dBm;工作人员通过设置各级预警阈值和调取历史数据,可对地质灾害进行实时精准综合研判,及时制定预防和应急预案,防止地质灾害的发生或者造成重大的人员财产损失。

关键词：地质灾害 MEMS加速度传感器 ZigBee无线通信技术监测预警系统阈值

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基于车路协同的弯道车速预警系统研究

基于车路协同的弯道车速预警系统研究

作者：张洪加山东理工大学

学位级别：硕士

弯道交通事故是众多交通事故种类中的一种,具有频发性、发生概率大和危害性大等特点。根据2013年道路交通事故统计年报可知,在其全年中发生在弯道的交通事故高达3.6万起,死亡人数多达1.4万,分别占道路交通事故总数的18.4%和23.3%,这其... 详细信息

弯道交通事故是众多交通事故种类中的一种,具有频发性、发生概率大和危害性大等特点。根据2013年道路交通事故统计年报可知,在其全年中发生在弯道的交通事故高达3.6万起,死亡人数多达1.4万,分别占道路交通事故总数的18.4%和23.3%,这其中有超过九成的交通事故是由于超速驾驶和操作失误而引起的。因此开展基于车路协同的弯道车速预警系统的研究,对于降低由超速引起的弯道交通事故率具有重要意义。本文在进行分析国内外相关研究现状的基础上,研究基于车路协同的弯道车速预警模型,并对车速预警系统进行设计。具体的研究内容如下:第一,车辆弯道行驶安全车速建模与分析。通过对安全车速的影响因素进行分析后,将车辆悬架动刚度特性与车身侧倾角之间的关系和车辆倾覆力矩、轮胎的非线性变化致使的车轮侧偏角的变化等关系进行了考虑,在Trucksim车辆动力学平台的基础上建立了安全车速模型,最后将本文模型与传统车速计算模型、LEE计算模型和Lussetti计算模型进行了对比分析。第二,zigbee无线通讯技术及模型参数获取。通过对zigbee无线短程通讯技术的技术特点以及协议架构等进行研究和分析,选取最适合本文的网络拓扑结构——星形网络;然后,结合zigbee技术将弯道车速计算模型所需的道路参数从路侧单元发送到车载单元上;最后,借助OPNET仿真平台搭建了zigbee网络模型,验证了网络中节点与节点之间通讯的准确性和实时性。第三,预警系统硬件和软件设计。预警系统的硬件设计主要是对路侧单元和车载单元硬件的设计,其根据车速预警系统所要实现的功能,绘制出特定的电路图,进行PCB板设计以及外围元器件的焊接。软件设计分为两部分,一部分是利用IAR EW开发环境对无线通讯进行程序代码的编写,编译无误后将程序烧写到射频芯片中;另一部分是利用Code Warrior软件对预警系统主控单元进行程序代码的编写,程序编译后烧写到系统芯片中,进行功能调试。最后,基于车路协同的弯道车速预警系统的模拟实验。限于实车实验的危险性,本部分在实验室环境下对预警系统进行模拟实验,实验过程中记录预警系统显示屏显示的道路参数数据以及所判定的安全状态,对比了实际情况,验证了系统的准确性。本文设计的车速预警系统能够准确的对车辆通过弯道时的安全状态进行预警,对预防弯道交通事故具有重要的现实意义。

关键词：车路协同预警系统安全车速模型 ZigBee无线通信技术 OPNET仿真

基于zigbee的智能三表远程抄表系统的设计与实现

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基于Zigbee的智能三表远程抄表系统的设计与实现

作者：王香童吉林建筑大学

学位级别：硕士

随着经济的快速发展和综合国力的显著增强,我国国民生活水平大幅提高,人们已经不仅仅满足于传统的生活方式,智能化社区在不断地发展。目前,我国普遍将计量仪表安装在用户室内,由工作人员人工抄表。由于用户所在的范围广、数量多,不但耗... 详细信息

随着经济的快速发展和综合国力的显著增强,我国国民生活水平大幅提高,人们已经不仅仅满足于传统的生活方式,智能化社区在不断地发展。目前,我国普遍将计量仪表安装在用户室内,由工作人员人工抄表。由于用户所在的范围广、数量多,不但耗时耗力、效率低下,而且不利于社区的管理。因此,设计一套切实可行的智能三表远程抄表系统势在必行。本文依托长春市科技计划项目“基于物联网的智能建筑信息集成关键技术研究与应用平台建设”开展了基于zigbee技术的智能三表远程抄表系统的研究与设计。本次研究将系统结构分为上层和下层两个部分。系统下层结构包括水表、电表、燃气表的采集器,zigbee网络部分以及集中器。采集器通过接收电表数据包和累计水表、气表发出的脉冲分别实现对三表能耗数据的采集。数据的传输路径为从各采集器经zigbee网络协调器传输至集中器,最后上传到系统服务器。在数据传输的过程中分别应用了ZigBee无线通信技术、CAN总线技术和WIFI技术。系统上层结构包括数据库、服务器和客户端,为数据的存储和调用、系统的维护与管理以及各采集器的监控和管理做出了强有力的保障。本文通过分析各硬件设备性能,研究各终端设备的电路设计方案,分别实现了三表数据采集、zigbee无线数据通信、能耗数据集中传输的功能。同时,分析了系统的通信环境,研究设计无线与有线相结合的通信方式,以解决系统布线复杂及数据传输不稳定的问题。楼层内采用ZigBee无线通信技术完成各采集器与协调器间的数据传输,有效的避免了安装时室内复杂的布线,增强系统的适用性。各楼层协调器与集中器间选用CAN总线通信技术,可高效、稳定的完成大量数据的传输。集中器与系统服务器间的通信应用WIFI技术,无需支付额外的费用即可方便地将数据发送至服务器。本次研究结合系统上位机和下位机需要实现的具体功能,研究数据库、服务器、客户端以及各终端设备的软件设计方案。将所需实现的功能进行模块化设计,降低各功能模块间的关联性,易于进行功能的扩展及修改。本系统在满足户内安装无需布线的前提下,通过现有弱电井完成有线通信部分的走线,保证大量数据传输的安全性及稳定性,且成本较低,具有较高的推广和应用价值。

关键词：远程抄表数据传输协议栈 ZigBee无线通信技术 WIFI技术