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基于ZigBee的危化气体监测系统手持终端设计
资料介绍
化学工业是我国的经济产业支柱，同时化工生产也是安全生产领域中最薄弱的环节。其中，危化气体是化工产品中最具危害性的一种，因此对危化气体生产的安全监测十分重要。随着信息化的发展，危化气体监测系统也已成为安全生产领域的重要课题。危化气体监测系统可监测危化气体的泄漏情况，从而避免因危化气体泄漏而引起的爆炸或人员中毒等安全事故。
传统的监测系统多采用下位机监测节点与PC端上位机组合的解决方案，但PC机作为监测中心具有可移动性差、成本高的不足。结合实际需求，本文以危化气体为监测对象以基于ZigBee的通信方式构建了监测系统。其中，基于ZigBee的危化气体监测系统的手持终端设计为具有远程标定及巡检等功能的重要装置。
系统采用基于ZigBee的通信方式并结合最小跳数算法对无线通信网络的组网模式与传输路径进行了优化，将多网络路径优化为单一最优路径，解决了洪泛信息的“爆炸”和“重叠”的问题，防止了数据拥塞。手持终端采用嵌入式软硬件相结合的开发方式，硬件设计中采用STM32F103ZET6单片机作为核心微处理器，并在外围搭建了无线通信、身份识别、数据存储、显示报警、电源管理等功能模块。软件上进行了嵌入式操作系统移植并结合应用软件程序设计实现了对监测环境中气体浓度与温湿度参数的实时监测、报警和存储以及远程调节下位机零点等功能。
最后在实际环境中构建了系统测试场景，对手持终端的组网耗时、通信距离以及丢包率等性能指标进行了测试，并结合实际应用分别对手持终端在工作模式和低功耗模式下的功耗进行了分析。
测试结果表明，系统组网时间短、网络运行稳定可靠且实时性强。手持终端通信距离可达1000米以上，并在1000米内实现零丢包率。通过测试在低功耗状态下待机时间可达10小时，手持终端满足设计要求。
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| 基于ZigBee的危化气体监测系统手持终端设计.pdf | 5M |
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