基于无线网络的车间环境监测与智能控制系统设计研究

摘要

随着加工技术装备和无线传感器网络的不断改进和更新，我国鸡肉加工的机械化和智能化程度显著提高。鸡肉加工产业得到了迅猛发展，鸡肉产品日益多样化，消费量与日俱增。尽管鸡肉生产量和消费量增长迅速、前景良好，但目前我国肉鸡加工业的发展水平与发达国家相比还有很大差距，肉鸡屠宰车间环境的采集和生产线上肉鸡数量的采集依然需要大量人工参与操作，先进的智能化理念尚未形成。近年来，随着物联网技术的推波助澜，为了满足肉鸡屠宰企业对车间生产信息传递和车间环境采集的高效率、高精度要求，智能数据采集控制作为物联网的典型应用成为了一个新的研究热点。在智能数据采集控制系统中，采集设备和传输设备的正常运行是智能数据采集控制系统的关键。因此该文重点研究的是基于ZigBee/GPRS技术的肉鸡屠宰生产过程中智能数据采集控制的一体化装置。
　　该项目研究的主要内容如下：利用K60单片机做基站下位机，节点STC12C5A60S2主控芯片监听基站发来的数据采集指令，节点收到数据采集指令后通过传感器进行数据采集，数据采集完成后按照一定的格式整理成字符串，通过ZigBee将数据发送到基站，然后基站将采集到的数据通过GPRS传输发送到上位机，对接收到的数据进行分析，然后对车间环境进行智能控制，同时可以基于ASP.NET2.0的Web网络应用程序，实现应用客户端与数据服务器终端的交互。该项目旨在通过计算机技术和传感器技术的综合应用，将数据监测和智能控制引入到无线网络，实现数据的实时采集和处理的无线化、自动化和智能化。该系统结构简单，运行稳定、可靠，上位机交互界面友好，能够实现预期的目的和要求。
　　（1）借助于 ZigBee/GPRS通信技术和Internet互联网，组成中心点—多点的智能数据采集监测和控制系统，实现车间环境的智能控制。
　　（2）实现远程访问上位机以及对远程数据采集的智能控制，利用ASP网络设计语言与数据库相结合，采集信息通过Internet更好地为用户提供方便的信息查询服务。
　　（3）将GPRS无线通信技术应用于肉鸡屠宰企业车间环境和生产数据的传输领域，能够实现根据车间内温度和光照强度进行智能控制，实现车间环境控制的智能化，节省了大量人力物力。

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中文摘要

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1 引言

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 该文主要研究内容

1.4 研究方法和技术路线

1.5 研究的创新点

2 智能控制系统总体设计

2.1 智能控制系统需求分析

2.2 系统总体设计方案

2.3 本章小结

3 智控系统硬件介绍及电路设计

3.1 概述

3.2 基站处理器模块

3.3 节点处理器模块

3.4温度控制模块硬件选型及电路设计

3.5 智能灯光控制模块硬件选型及电路设计

3.6 肉鸡数量采集模块硬件选型及电路设计

3.7供电模块设计

3.8 本章小结

4 智能控制系统软件设计

4.1 概述

4.2 GPRS无线通信技术

4.3 ZigBee通信技术

4.4 基站程序设计

4.5 智能灯光控制程序设计

4.6 温度控制程序设计

4.7 肉鸡数量采集程序设计

4.8 上位机软件设计

5试验与结果分析

5.1 ZigBee数据采集节点测试

5.2智能灯光控制系统硬件调试

5.3 风机转速测试

5.4 Web页面显示测试

5.5 系统整体性测试

6 总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果

附录