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面向物联网的设备状态监测系统关键技术研究

作　者: 薛伟
导　师: 董辛旻
学　校: 郑州大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 物联网 射频识别 无线传感器网络 读写器 数据管理
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 292次
引　用: 3次
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内容摘要


物联网被誉为是继计算机、互联网之后的第三次信息科技革命浪潮,它可以广泛应用到经济社会发展的各个领域,引发和带动生产力、生产方式和生活方式的深刻变革,成为经济社会绿色、智能、可持续发展的关键基础和重要引擎。本文依据工业环境下的设备状态监测特点和应用需求,将射频识读写器和无线传感器网络节点相融合,构建了一个面向物联网的设备状态监测系统。其中,射频读写器作为无线传感器网络的一个特殊采集节点,首先对该读写器进行了详细的硬件设计,选用上海华虹集成电路有限责任公司生产的SHC1102为电子标签芯片和SHC1509为射频读写芯片,设计了射频芯片的电源供应电路,射频模块电路,读写器匹配天线电路等,选用AT89S52单片机为控制单元模块,设计了该单片机对射频模块的控制电路,并对单片机与上位机之间的通信电路进行了设计。其次,射频读写器作为无线传感器网络的一部分,研究了融合射频读写器和无线传感器网络节点的数据管理,主要对射频数据和无线传感器数据之间的数据融合进行研究,接着设计了一种融合射频读写器和无线传感器网络节点的关系数据模型,并将该数据模型应用到设备的状态监测领域。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
1 绪论  9-16
  1.1 课题的来源、研究背景及意义  9-10
    1.1.1 课题的来源  9
    1.1.2 课题的研究背景及意义  9-10
  1.2 物联网概述  10-14
    1.2.1 物联网国内外发展现状  10-11
    1.2.2 物联网体系架构  11-13
    1.2.3 物联网技术的应用  13-14
  1.3 本文的研究内容及结构安排  14-16
2 物联网关键技术  16-22
  2.1 RFID技术介绍  16-19
    2.1.1 RFID系统的组成  16-17
    2.1.2 RFID系统工作原理  17-18
    2.1.3 RFID技术的特点  18-19
  2.2 无线传感器网络技术  19-22
    2.2.1 无线传感器网络系统架构  19-20
    2.2.2 无线传感器网络的特点  20-22
3 面向物联网的设备状态监测系统总体设计  22-27
  3.1 工业设备状态监测的特点  22
  3.2 系统设计要求  22-24
  3.3 系统总体结构  24-25
  3.4 各子系统功能  25-27
    3.4.1 数据采集子系统  25
    3.4.2 GPRS传输子系统  25-26
    3.4.3 设备状态监测子系统  26-27
4 融合WSN的RFID读写器硬件设计  27-44
  4.1 读写器总体结构  27-33
    4.1.1 工作频率的选择  27-28
    4.1.2 标签芯片的选择  28-30
    4.1.3 射频读写芯片的选择  30-32
    4.1.4 读写器控制芯片的选择  32-33
  4.2 读写器硬件系统设计  33-41
    4.2.1 电源供应电路设计  33-34
    4.2.2 射频模块电路设计  34-36
    4.2.3 读写器天线设计  36-38
    4.2.4 控制单元电路设计  38-41
  4.3 读写器与射频卡SHC1102之间的数据传输  41-44
    4.3.1 读写器至射频卡的数据传输  41-43
    4.3.2 射频卡至读写器的数据传输  43-44
5 RFID和WSN融合关键技术研究  44-62
  5.1 RFID和WSN融合类型  44-46
  5.2 RFID和WSN融合的数据管理  46-51
    5.2.1 RFID的数据管理  46-47
    5.2.2 无线传感器网络的数据管理  47-51
  5.3 RFID读写器和WSN节点数据融合研究  51-54
    5.3.1 RFID数据结构  52-53
    5.3.2 无线传感器网络数据结构  53
    5.3.3 RFID读写器和WSN节点数据融合  53-54
  5.4 RFID读写器和WSN节点融合关系数据模型设计  54-62
    5.4.1 基本关系数据描述  54-57
    5.4.2 实体和关系数据表  57-60
    5.4.3 该数据模型在机械设备状态监测方面的应用研究  60-62
6 总结与展望  62-64
  6.1 研究总结  62
  6.2 工作展望  62-64
参考文献  64-69
致谢  69-70
个人简历 在学期间发表的学术论文及研究成果  70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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