近距离多节点无线数据采集系统

摘要

随着生活水平的提高人们对生产安全的认识有了较大改善，对工程安全的要求也提高到了一个新的高度，所以对实际工程的过程监控则变得重要起来。随着科技的发展无线技术也快速的发展起来，基于分布式无线数据采集方面的应用也越来越多，从各个方面来看将无线技术应用到工程安全领域都非常有意义。扩展性好、实时性高的近距离多节点无线数据采集系统是本课题主要的研究目标，对于保证工程质量安全起着重要作用。 本课题的研究目的是为了要实时监控远程的工作在近距离多个钻孔机的工作状态，取得钻孔机工作过程中的工作数据而启动的。本课题的研究更好地满足了实时工程监控的需求，并解决了以前在监控领域中节点增加成本过高，信息传递过程中安全性不够的问题，对迅速掌握实时工作状态、提高决策管理水平、促进工程安全信息化建设等方面具有较大的现实意义。 本课题结合斜坡防水以及城市基建领域中的具体项目中的需求，并对国内外大量现有的远程监控系统进行分析比较，运行面向对象的设计方法详细地对近距离多节点的无线数据采集系统的设计思想、硬件电路、软件设计等方面进行介绍与分析。以钻孔机盒与本地控制中心之间的通讯协议为核心并引入模块化思想开发了抄表、监控为一体的功能完善的数据采集系统，完成了远程数据采集、监控等功能的设计，设计了灵活并可复用的通讯协议层，为以后软件复用于其它的领域做了充分的准备。 本系统具有良好的实用性、可靠性，应用前景十分广阔。框架设计层次清晰，组件之间耦合度低，易于集成应用，能较好地适应需求的变化。目前，已在实际工程中进行应用，并将取得良好的效果和经济效益。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1背景

1.2研究现状

1.3研究目的和意义

1.4本文工作

1.5论文结构

第二章需求分析

2.1总体需求

2.1.1钻孔机实时数据需求

2.1.2时间要求

2.1.3数量要求

2.1.4远程命令与控制

2.2系统工作过程

2.3功能需求

2.4技术需求

2.5系统建模分析

2.5.1.钻孔机的使用用例图

2.5.2本地控制中心的使用用例图

2.6小结

第三章系统设计

3.1设计原则

3.1.1软件方面设计原则

3.1.2硬件方面设计原则

3.2概念定义

3.3硬件系统总体设计

3.3.1整体框架图

3.3.2硬件选型原则

3.3.3钻孔机硬件选型与系统结构图

3.3.4本地控制中心硬件选型与系统架构图

3.4软件系统总体设计

3.4.1钻孔机系统软件框架图

3.4.2本地控制中心系统框架图

3.4.3系统应用程序设计

3.5数据传输单元的构成

3.5.1数据构成

3.5.2数据结构

3.6通讯协议

3.6.1系统整体运行状态

3.6.2具体同步与数据采集过程

3.6.3钻孔机充当代理服务器

3.6.4超时机制

3.6.5跳频机制与冲突监测

3.7上传文件格式

3.8系统应用设计

3.8.1软件体系结构

3.9小结

第四章系统实现

4.1开发平台

4.2软件系统实现

4.2.1本地控制中心软件协议

4.2.2钻孔机软件协议

4.2.3冲突检测与系统跳频

4.2.4本地控制中心系统实现

4.2.5钻孔机系统的实现

4.3硬件系统实现

4.3.1射频部分原理图

4.3.2单一通道气压采集部分原理图

4.3.2转动数据采集部分原理图

4.4系统发布与应用

4.4.1系统整体展示

4.4.2钻孔机

4.4.2本地控制中心

4.5小结

第五章结束语

5.1工作总结

5.2进一步的研究方向和展望

致谢

参考文献

附录A图示符号