探讨危险品船载危险品集装箱安全监测系统设计

论文导读：
摘要：由于运输周期长、环境恶劣,船载危险品集装箱极易发生事故,而且集装箱的封闭性及船上人员、设备的缺乏给事故的发现和处理带来了极大的困难,由此对船载危险品集装箱进行安全监测就显得尤为重要。目前,运用于公路、铁路运输领域的集装箱监测体系一般采取RFID、GPRS、GPS及GIS等技术,但这种体系的通讯模式、监测对象及监测体系结构并不适用于船载集装箱运输。近年来无线传感器网络技术进展迅速,并成为了船舶自动化的一个进展方向。自组织、低功耗、低成本等特征使无线传感器网络技术成为船载危险品集装箱安全监测较好的选择。本论文以船载危险品集装箱安全监测的实际需求出发,设计了一种基于无线传感器网络技术的船载危险品集装箱监测体系,该体系主要包括无线传感器网络节点及监测中心数据管理软件。首先,在JN5148模块的基础上,设计了三种无线传感器网络节点的硬件电路,分别为协调者节点、路由节点和监测节点。同时,为解决危险品集装箱监测对象多且经常更换的不足,设计了“即插即用”的传感器模块,监测节点通过复用12C总线来识别和读取传感器模块。其次,在JenNet协议的基础上,设计了协调者节点、路由节点及监测节点的软件。除正常的组建网络及通信功能外,协调者节点具有串口通信、获取监测节点采集的数据等功能,路由节点具有保存监测节点采集数据、记录子节点状态等功能,终端节点具有识别传感器模块及采集数据等功能。再次,使用Visual Basic设计了危险品集装箱安全监测中心数据管理软件,该软件具有自动配置串口,数据接收及自动存储,体系运转状态及预警信息提示,数据曲线、表格显示,网络拓扑显示,历史数据查询及指令发送等功能。最后,对本论文所设计的船载危险品集装安全监测体系进行了组网测试、数据采集测试及能量消耗测试。关键词：无线传感器网络论文危险品集装箱论文安全监测论文JN5148模块论文JenNet论文
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Abstract6-9
1 绪论9-15

1.1 水运危险品集装箱监测的作用9-10

1.2 集装箱监测的进展近况10-12

1.3 无线传感器网络技术的进展近况12-14

1.4 本论文探讨内容14-15

2 船载危险品集装箱安全监测体系需求及总体设计15-19

2.1 船载危险品集装箱安全监测体系需求分析15-17

2.

1.1 危险品集装箱监测对象分析15-17

2.

1.2 船载危险品集装箱安全监测体系功能分析17

2.2 船载危险品集装箱安全监测体系总体设计17-18

2.1 无线传感器网络节点需求18

2.2 监测中心数据管理软件需求18

2.3 本章小结18-19

3 无线传感器网络节点硬件及软件设计19-51

3.1 协调者节点及路由节点硬件设计19-26

3.

1.1 无线模块19-21

3.

1.2 电源模块21-24

3.

1.3 串口模块24-26

3.2 监测节点硬件设计26-29
3.

2.1 I~2C总线的复用27-28

3.

2.2 传感器接口模块28-29

3.3 传感器模块硬件设计29-35

3.1 电源模块29-30

3.2 存储模块30-31

3.3 A/D模块31

3.4 信号调理模块31-34

3.5 输出为数字信号的传感器34-35

3.4 无线传感器网络节点软件设计35-50

3.4.1 JenNet协议35-36

3.4.2 协调者节点软件开发36-40

3.4.3 路由节点软件开发40-43

3.4.4 监测节点软件开发43-50

3.5 本章小结50-51

4 监测中心数据管理软件设计51-60

4.1 数据管理软件功能需求51

4.2 数据管理软件开发环境选择51-52

4.3 数据管理软件设计52-59

4.

3.1 串口数据通信53-55

4.

3.2 数据库管理55-56

4.

3.3 数据查询及分析56-58

4.

3.4 网络拓扑图58-59

4.4 本章小结59-60
5 实验及分析60-67

5.1 无线传感器网络节点组网测试60-63

5.2 数据采集测试63-65

5.3 能耗测试65-66

5.4 本章小结66-67

结论67-68
参考文献68-70
附录A 无线传感器网络节点实物图70-71
攻读硕士学位期间发表学术论文状况71-72
致谢72-73