基于zigbee网络的气体浓度监测

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1、浙江大学硕士学位论文浙江大学硕士学位论文基于ZigBee网络的气体浓度监测姓名：高飞申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：何衍浙江大学硕士学位论文摘要随着工业和城市化的发展，大气污染日益严重•为了更好地保护人类生存环境，需要对空气污染实施有效的监测，即对空气中的气体浓度进行监测，以便评估气体浓度变化与气候及城市环境之间的关系，为城市规划、污染控制提供必要的信息•过去对空气污染的监测，主要采用固定监测站的方法，这种方法往往成本高、监测范围有限，不能满足日益迫切的实际需要•目前，半导体气体传感器技术和无线传感器技术已有了长足的进步，这为实现大范

2、围、低成本、实时的气体浓度监测提供了条件。本论文将上述两种技术结合，重点研究了分布式气体浓度监测网络的实现，主要做了以下工作：1)针对气体浓度监测的需要，设计了基于无线传感器网络的气体浓度监测网络的总体结构，分析了系统组成和相关功能。2)研究了基于H公司CC2530芯片的ZigBee网络的软硬件组成，设计并实现了系统组网、节点绑定、节点通信等网络功能。3)设计了基于酒精传感器MQ-303A的ZigBee网络监测子节点，包括相关的软、硬件实现.4)分析了酒精传感器的检测特性，研究并设计了气体浓度的估计算法，实现了室内环境的分布式酒精浓度估计。在实验中，我们

3、采用了7节点网络对室内环境的酒精挥发进行了浓度监测。实验研究结果表明，本文设计的系统可以实现对酒精浓度的分布式实时估计•由于无线传感器网络的特点，这一思路可以推广到更多的节点和更大的范围，并通过改变气体传感器的类型监测更多类型的气体，为新一代的气体浓度估计提供方便。关键词：无线传感器网络；气体传感器；气体浓度估计；酒精AbstractWiththedevelopmentofindustryandurbanization,thepollutionoftheairismoreandmoreserious.Inordertoprotectthelivingen

4、vironment,weneedtomonitorthe浙江大学硕士学位论文pollutionoftheaireffectively,whichisequaltomonitorthegasdensity,toestimatetherelationbetweenthechangeofgasconcentrationandcityenvironment.Afterdetectingtheair,theinformationisgainedtolayoutcitiesandcontrolpollution.Inthepast,fixeddetectingsta

5、tionwasusedtomonitorthepollutionoftheair.But,themethodwasverycostlyandlimitedtodetectthenarrowarea.Itcouldn'tmeettheactualneed.Presently,thetechnologyofsemiconductorgassensorandwirelesssensornetworkmakegreatprogress,whichcreatetheconditionforlarge-scale>lowcost-,realtimemonitorin

6、gofgasdensity.Thepapercombinedthetwotechniquesandmostlystudiedtheimplementofdistributiongasdensitymonitoringnetwork.Themainworkisasfollow:1)Formonitoringthegasdensity,designedthesystemstructureofgasdensitymonitoringnetworkbasedonwirelesssensornetwork,andanalyzedthestructureofsyst

7、emandfunctionofeverymember.2)StudiedthesoftwareandhardwarestructureofZigBeenetworkbasedonCC2530madebyTIcompany，setupnetwork、completedthebindbetweennodesandimplementedcommunicationbetweennodes.3)DesignedZigBeenetworkmonitoringsonnodesbasedonMQ-303Aalcoholsensors,includingtheimplem

8、entationofsoftwareandhardware.4)Analyzed