感知危险源应急监测系统的设计与实现

论文摘要

随着化学工业的快速发展,全国各地建成了很多大规模的储存各类化学危险品的贮罐区和仓库,这些地方一旦发生事故,会造成人员伤亡、财产损失、环境污染等严重后果。这些贮罐区和仓库被称为重大危险源,近年来,人们对重大危险源的环境监测日益重视。本论文在分析国内外重大危险源监测系统发展现状的基础上,结合重大危险源现场的实际需求,设计了一个基于无线传感器网络的重大危险源监测系统。系统通过监测关键的环境参数来进行预警和报警。和传统的人工检测方式相比较,本系统的应用可以减少人力成本并保障了工作人员的人身安全,同时在系统的实时性、精确性和安全性等方面都有显著的提高,在排除事故隐患、降低事故损失程度等方面有实际应用价值。本论文在国家相关标准的基础上设计了和本系统配套的适配系统,提高了通信的效率并有效地减少了资源的消耗。同时本系统主要设计应用了Rete改进算法,在保证通信实时性的前提下有效减少了服务器的负担,在减少能源消耗、适应各种恶劣环境、保证通信质量等方面有很大的优势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 本论文研究的背景及意义
• 1.2 危险源应急监测的国内外发展情况
• 1.2.1 国外危险源应急监测系统研究应用情况
• 1.2.2 国内危险源应急监测系统研究应用情况
• 1.3 无线传感器网络技术特点
• 1.4 本论文组织
• 2 系统主要算法和技术介绍
• 2.1 ZigBee技术简介
• 2.1.1 ZigBee概述
• 2.1.2 ZigBee网络中设备的分类
• 2.1.3 ZigBee协议的拓扑结构简介
• 2.1.4 ZigBee传感器网络的安全性
• 2.2 主要算法介绍
• 2.2.1 ZigBee路由算法的选择
• 2.2.2 温度补偿与非线性补偿算法
• 3 感知危险源应急监测系统的总体设计分析
• 3.1 需求分析
• 3.2 设计原则
• 3.3 Rete算法
• 3.3.1 规则引擎简介
• 3.3.2 Rete算法
• 3.3.3 Rete算法的改进及其在危险源应急监测系统中的应用
• 3.4 系统框架设计与系统组成分析
• 3.4.1 几个基本概念
• 3.4.2 系统框架设计
• 3.5 采集端网络设计分析
• 3.6 系统流程图与模块设计分析
• 3.6.1 系统流程介绍
• 3.6.2 系统模块设计
• 3.7 网络节点设计分析
• 3.8 上位机功能设计及开发平台的选择
• 4 感知危险源应急监测系统的硬件选取
• 4.1 传感器的选取及主要参数
• 4.2 气体报警控制器的选取和主要参数
• 4.3 数据采集仪的选取及主要参数
• 5 感知危险源应急监测系统的软件实现
• 5.1 网络通信模式与流程
• 5.1.1 应答模式
• 5.1.2 超时重发机制
• 5.1.3 网络通信流程
• 5.2 通信数据格式
• 5.2.1 总线通信协议
• 5.2.2 通信协议格式
• 5.3 数据库的相关设计与实现
• 5.3.1 数据库设计说明
• 5.3.2 详细数据库表设计
• 5.4 上位机的软件设计与实现
• 5.4.1 整体界面
• 5.4.2 功能简介
• 6 总结及展望
• 6.1 本论文工作总结
• 6.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献