王宁:基于NB-IoT的煤气罐监控终端的设计与实现论文

王宁:基于NB-IoT的煤气罐监控终端的设计与实现论文

本文主要研究内容

作者王宁(2019)在《基于NB-IoT的煤气罐监控终端的设计与实现》一文中研究指出:近年来在国家大力进行生态文明建设,推进“煤改气”的同时,煤气泄漏、爆炸事件时有发生,对居民人身财产造成重大威胁。通过对煤气泄漏、爆炸原因进行分析,发现造成事故的主要因素为用户不当的使用习惯和煤气罐的质量问题,因此加强煤气罐管理势在必行。可以通过技术手段实现煤气罐实时、数字化地管理,提高对煤气罐管理的水平。根据煤气罐安全监控的需求,设计了一款用于对煤气罐实时监控的终端设备。监控终端可以实时感知煤气罐所处环境信息,并将信息通过NB-IoT(窄带物联网)网络上报给物联网云平台。物联网云平台接收并保存终端信息,可以随时查看煤气罐温度、煤气余量、位置等状态信息,并对火灾、煤气泄漏等危险事件进行报警。设计了运输模式判别算法用于低功耗控制并移植到单片机中。测试结果表明,该终端结构合理、数据采集准确、通信能力强、功耗低,能够满足煤气罐安全监控的需求。本文的工作主要为以下五个方面:(1)对煤气罐使用过程中的问题进行了分析,对现有煤气罐安全管理技术进行了调研,研究了 NB-IoT技术的发展。在此基础上,进行了煤气罐监控终端的需求分析,提出了煤气罐监控系统、终端结构、终端硬件的方案。还讨论了设计中数据可靠采集与传输、低功耗控制和防爆问题,给出了相应的解决办法。(2)对煤气罐监控终端硬件按模块进行了器件选型和电路设计。硬件电路设计包括主控模块、煤气浓度传感器、温度传感器、电池电压采集电路、压力传感器、定位模块、NB-IoT无线通信模块、电源模块及PCB的设计。(3)对煤气罐监控终端软件进行了详细设计。设计智能控制软件,按照低功耗算法,控制系统工作流程。设计数据采集程序分别采集煤气浓度、温度、电池电压、压力、位置信息。设计数据上报程序,使系统可以进行远程无线通信。设计云平台接收程序,保存并处理接收到的终端数据。(4)针对低功耗控制问题,设计了运输模式识别算法。通过GPS原始数据提取速度、距离、转向角三个特征向量,选择SVM(支持向量机)算法构建模型进行运输模式判别,经过测试,判断准确率达95.3%,并介绍了算法在单片机中的实现。(5)设计实验完成了对煤气罐监控终端的结构、功能和性能、功耗进行了测试。实验结果表明,设计的煤气罐监控终端满足系统设计要求,能够实现数据采集和上报的功能,功耗也控制在合理范围之内。

Abstract

jin nian lai zai guo jia da li jin hang sheng tai wen ming jian she ,tui jin “mei gai qi ”de tong shi ,mei qi xie lou 、bao zha shi jian shi you fa sheng ,dui ju min ren shen cai chan zao cheng chong da wei xie 。tong guo dui mei qi xie lou 、bao zha yuan yin jin hang fen xi ,fa xian zao cheng shi gu de zhu yao yin su wei yong hu bu dang de shi yong xi guan he mei qi guan de zhi liang wen ti ,yin ci jia jiang mei qi guan guan li shi zai bi hang 。ke yi tong guo ji shu shou duan shi xian mei qi guan shi shi 、shu zi hua de guan li ,di gao dui mei qi guan guan li de shui ping 。gen ju mei qi guan an quan jian kong de xu qiu ,she ji le yi kuan yong yu dui mei qi guan shi shi jian kong de zhong duan she bei 。jian kong zhong duan ke yi shi shi gan zhi mei qi guan suo chu huan jing xin xi ,bing jiang xin xi tong guo NB-IoT(zhai dai wu lian wang )wang lao shang bao gei wu lian wang yun ping tai 。wu lian wang yun ping tai jie shou bing bao cun zhong duan xin xi ,ke yi sui shi cha kan mei qi guan wen du 、mei qi yu liang 、wei zhi deng zhuang tai xin xi ,bing dui huo zai 、mei qi xie lou deng wei xian shi jian jin hang bao jing 。she ji le yun shu mo shi pan bie suan fa yong yu di gong hao kong zhi bing yi zhi dao chan pian ji zhong 。ce shi jie guo biao ming ,gai zhong duan jie gou ge li 、shu ju cai ji zhun que 、tong xin neng li jiang 、gong hao di ,neng gou man zu mei qi guan an quan jian kong de xu qiu 。ben wen de gong zuo zhu yao wei yi xia wu ge fang mian :(1)dui mei qi guan shi yong guo cheng zhong de wen ti jin hang le fen xi ,dui xian you mei qi guan an quan guan li ji shu jin hang le diao yan ,yan jiu le NB-IoTji shu de fa zhan 。zai ci ji chu shang ,jin hang le mei qi guan jian kong zhong duan de xu qiu fen xi ,di chu le mei qi guan jian kong ji tong 、zhong duan jie gou 、zhong duan ying jian de fang an 。hai tao lun le she ji zhong shu ju ke kao cai ji yu chuan shu 、di gong hao kong zhi he fang bao wen ti ,gei chu le xiang ying de jie jue ban fa 。(2)dui mei qi guan jian kong zhong duan ying jian an mo kuai jin hang le qi jian shua xing he dian lu she ji 。ying jian dian lu she ji bao gua zhu kong mo kuai 、mei qi nong du chuan gan qi 、wen du chuan gan qi 、dian chi dian ya cai ji dian lu 、ya li chuan gan qi 、ding wei mo kuai 、NB-IoTmo xian tong xin mo kuai 、dian yuan mo kuai ji PCBde she ji 。(3)dui mei qi guan jian kong zhong duan ruan jian jin hang le xiang xi she ji 。she ji zhi neng kong zhi ruan jian ,an zhao di gong hao suan fa ,kong zhi ji tong gong zuo liu cheng 。she ji shu ju cai ji cheng xu fen bie cai ji mei qi nong du 、wen du 、dian chi dian ya 、ya li 、wei zhi xin xi 。she ji shu ju shang bao cheng xu ,shi ji tong ke yi jin hang yuan cheng mo xian tong xin 。she ji yun ping tai jie shou cheng xu ,bao cun bing chu li jie shou dao de zhong duan shu ju 。(4)zhen dui di gong hao kong zhi wen ti ,she ji le yun shu mo shi shi bie suan fa 。tong guo GPSyuan shi shu ju di qu su du 、ju li 、zhuai xiang jiao san ge te zheng xiang liang ,shua ze SVM(zhi chi xiang liang ji )suan fa gou jian mo xing jin hang yun shu mo shi pan bie ,jing guo ce shi ,pan duan zhun que lv da 95.3%,bing jie shao le suan fa zai chan pian ji zhong de shi xian 。(5)she ji shi yan wan cheng le dui mei qi guan jian kong zhong duan de jie gou 、gong neng he xing neng 、gong hao jin hang le ce shi 。shi yan jie guo biao ming ,she ji de mei qi guan jian kong zhong duan man zu ji tong she ji yao qiu ,neng gou shi xian shu ju cai ji he shang bao de gong neng ,gong hao ye kong zhi zai ge li fan wei zhi nei 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自北京交通大学的王宁,发表于刊物北京交通大学2019-09-27论文,是一篇关于煤气罐监控论文,低功耗论文,支持向量机论文,全球卫星定位系统论文,北京交通大学2019-09-27论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自北京交通大学2019-09-27论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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