卷烟生产过程无线温湿度监测系统的设计与实现

摘要

卷烟企业采用工艺性恒温恒湿中央通风空调系统来控制现场温湿度。片烟库
　　面积较大，现行温湿度测量方法误差较大，影响了控制系统的稳定性，能耗较大。卷包车间现场工艺设备运行散热，影响环境温湿度的变化，现有监测方法不能很好反映现场实际情况，影响系统的控制效果。为了更好获取现场温湿度实际值，优化温湿度参数，提高空调系统的鲁棒性，降低能耗，本文采用SimpliciTI协议进行无线传感器网络组网，实现温湿度监测。论文主要工作如下：
　　①针对烟厂卷包工艺过程和烟叶醇化工艺过程的实际生产环境，完成了无线传感器网络温湿度监测系统的拓扑结构设计，并通过移植修改SimpliciTI协议实现了终端采集节点、中继节点和汇聚节点的组网通信、数据采集、局域网接入等功能。
　　②针对卷烟厂复杂的现场环境，在安装之前，进行原型系统测试，通过对系统通信距离、丢包率的测试，了解系统性能并指导节点布局，保证了系统的正常可靠运行。
　　③针对烟厂“防火、防尘、防电”的工程要求，对系统进行现场安装，在安装前以工程应用的标准对节点进行绝缘防尘封装设计，以及对供电线路进行防火走线安装，最终完成了系统集成测试。
　　通过现场两个多月的系统运行结果表明，本文所设计的无线传感器网络温湿度监测系统在黔江卷烟厂5＃片烟库和卷包车间运行良好，温湿度测量值与现有系统测量值对比，更具有代表性，为温湿度参数优化，提高空调控制系统的鲁棒性，降低能耗提供了数据支持。

目录

1 绪论

1.1 课题研究背景及研究意义

1.2 无线传感器网络温湿度监测研究现状

1.3 论文主要研究内容和组织结构

2 无线传感器网络相关理论基础与技术

2.1 无线传感器网络概述

2.2 无线传感网络协议栈

2.3 SimpliciTI协议

2.4 基于CFD的无线传感器节点布局策略

2.5 本章小结

3 监测系统节点硬件设计

3.1 系统拓扑结构设计

3.2 终端节点硬件设计

3.3 中继节点硬件设计

3.4 汇聚节点硬件设计

3.5 本章小结

4 SimpliTI协议栈及网络信道接入方式

4.1 SimpliciTI协议栈分析

4.2 SimpliciTI协议栈移植

4.3 系统信道接入方式分析

4.4 SimpliciTI协议信道接入机制

4.5 本章小结

5 监测系统节点软件设计

5.1 软件系统设计平台

5.2 通信数据包设计

5.3 节点软件设计

5.4 本章小结

6 监测系统实现

6.1 原型系统测试平台

6.2 原型系统测试

6.3 系统安装与集成测试

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 论文工作总结

7.2 后续工作

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录：

B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目：