隧道环境无线传感网温度采集论文

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1、隧道环境无线传感网温度采集系统毕业论文目录引言1第一章概述21.1项目背景21.2系统开发意义21.3系统开发环境21.4系统主要功能3第二章系统开发概述42.1无线传感网概述42.2Windows系统编程概述42.3硬件概述52.3.1MSP430F149型单片机概述52.3.2DS18B20温度传感器概述82.3.3无线传输模块CC1101概述102.3.4液晶显示器LCD1602概述13第三章系统分析与设计173.1系统需求分析173.2硬件设计173.2.1节点信息处理173.2.2温度信息采集213.2.3信息无线传输233.2.4温度信息显示273.2.5警报

2、触发模块283.3软件设计283.3.1下位机软件设计283.3.2上位机软件设计33II第四章系统实现354.1嵌入式系统实现354.1.1下位机软件实现354.1.2上位机软件实现36结论37参考文献38附录40谢辞42II图表清单图2-1MSP430F149硬件结构图5图2-2MSP430F149外围引脚分布6图2-3MSP430CPU结构图7图2-4DS18B20T0-92引脚封装图9图2-5DS18B20初始化时序9图2-6DS18B20读写时序10图2-7CC1101电路图11图2-8CC1101的状态机13图2-9LCD1602实物图14图2-10图二1L

3、CD1602接口电路图15图3-1标签工作流程19图3-2阅读器工作流程21图3-3温度转换函数22图3-4温度存储形式23图3-5温度采集模块23图3-6CC1101无线传输模块24图3-7MSP430与CC1101连接电路图25图3-8CC1101工作流程26图3-9数据包格式27图3-10LCD1602工作过程27图3-11警报电路28图3-12无线自组网拓扑结构29图3-13路由表格式29图3-14标签广播包30图3-15标签路由交换包30图3-16温度采集数据包30图3-17标签AB相邻时网络状况31图3-18标签AB不相邻时网络状况32图3-19多标签相邻时网

4、络状况33图3-20上位机监控终端操作步骤34II图4-1调试操作步骤36图4-2上位机软件监控界面36表2-1MSP430F149中断向量表8表2-2DS18B20引脚说明9表2-3CC1101引脚说明12表2-4LCD1602引脚说明15表2-5LCD1602操作指令表16II引言物联网利用传感器、射频识别RFID等技术构造一个覆盖世界的物物相连的网络。物联网能够智能化识别、监测、定位跟踪和管理目标，可以全面地感知人和物体信息。在现代物流、智能建筑、食品、医疗、智能家居、智能交通等行业物联网已经开始得到广泛应用。物联网应用的关键技术包括无线组网技术、传感器节点感知技术

5、、数据融合、数据挖掘、云计算等关键技术。物联网的时代到来，已经从个人到家庭，再到工业生产都已渗透到生活的每个角落。在工业生产中，利用人工的方式对环境的监测和控制已经无法满足社会的快速发展了。在矿山采矿时，常常会因为工作人员的疏忽而给企业的财产和工作人员的安全带来极大的危害。尤其是在隧道，井下煤矿等环境下常常发生爆炸事故造成巨大的伤害。若采用有线连接方式连接环境信息采集网络，长时间工作可能会造成因强电烧毁传感器原件，线路老化等问题，影响环境信息的采集。将无线传感网络技术应用到矿山隧道环境的监测和控制当中，不仅能减少人员的投入，降低成本，避免有线连接方式带来的困扰，还能在环境

6、恶化时发出警报，有效地避免危险状况的发生。在恶劣的环境中，无线自组网温度采集系统能够稳定的工作，实时采集环境中温度信息，通过无线网络发送给监控终端，监控人员通过监控终端的实时监测软件能及时了解被检测地点的温度信息。矿山隧道环境的监测和控制对于避免矿难事故的发生有着重要的意义。无线传感网中传感器节点体积小、重量轻、功耗低、铺设方便，能在电池供电的情况下连续工作数月甚至数年都无需更换电源。在无线传感网络中，每个传感器节点都运行相同的网络协议，当某个节点发生故障时可以直接替换掉而不影响网络中其他节点的信息传输。本系统软件复用性强，只需对系统做轻微改动，更换传感器元器件后便能实现

7、对环境中其他信息的采集和监测。系统根据工业生产实际状况而开发的隧道环境无线自组网温度采集系统能适应恶劣的工作环境，系统工作温度范围在-25°C到125°C，适合国内主要工矿企业、交通道路等需要温度信息采集的场合。42第一章概述1.1项目背景社会飞速发展，物联网产业化的时代已经到来。物联网离我们越来越近，无线传感网已经开始大量应用在工农业生产和人们的日常生活中。各式各样的传感器在日常生活中已司空见惯，无线自组网技术应用范围愈加广泛。将传感器检测与无线自组网技术相结合，可完成对环境实时监测和控制。无线测温技术是近年来随着无线传输方