论文部分内容阅读
物联网(IoT)技术是在互联网基础上,加入节点感知层,实现各种物理对象与互联网的连接,完成数据融合、信息处理及智能控制决策等功能。物联网技术在智慧农业、智慧城市、智慧交通、智能家居等领域有着广泛应用需求,成为当前研究的热点。危化品存储仓库、存储罐体等对所处气象环境具有较高的要求,温度、湿度、日光照射、粉尘浓度等都对存储设施安全有重要影响,物理冲击或碰撞尤其敏感。为此,本文针对危化品存储设施安全监控的需求,开展环境监测物联网关键技术研究。围绕多传感器终端、局域网络通信、广域网络通信、数据云平台等四个方面开展研究。论文重点研究工作如下:(1)分析了物联网技术发展的背景和国内外研究现状,确定了环境监测物联网系统的整体设计方案,包括无源无线冲击传感节点方案、局域网通信方案、广域网通信方案和数据云平台设计方案。(2)研究了无源无线冲击传感器的工作原理,开展了传感器的结构设计和制作,研发了超低功耗电源管理电路及射频通信电路,实现了对物理冲击的无源、无线监测。(3)设计了物联网终端硬件平台,包括区域覆盖监测系统硬件平台和定点直连监测系统硬件平台的设计,完成了终端硬件系统的制作和调试。(4)设计了系统软件,包括无源无线冲击传感模块信号传输与处理软件、区域覆盖监测系统软件和定点直连监测系统软件,实现了传感数据流从传感器到局域网、经广域网传输到数据云平台的数据链路通信。(5)搭建实验测试平台,对环境监测物联网系统进行了性能测试,测试结果表明:无源无线冲击传感器可实现对物理冲击的监测和响应,产生的能量可实现20m左右的无线数据传输;区域覆盖和定点直连物联网系统,可实现对光照、温度、湿度、粉尘等环境参数的实时监测,与云平台的数据和指令交互正常,工作稳定。