基于无线传感器网络的隧道炉智能监测系统

摘要

将无线传感器网络应用于生产过程当中是当今制造业发展的一个热点，也是工业4.0的基础。无线传感器网络是由部署在特定区域内大量的传感器节点组成，它通过无线通信网络系统，将被感知对象的信息发送给观察者。无线传感器网络在军事侦察、城市交通管理、医疗监护、环境监测、仓储管理、空间探索等领域有着广泛的应用，是当今信息技术里的一个崭新的应用领域。本文以电机制造加工过程中的隧道炉为平台，从无线传感器网络的架构入手，分别以嵌入式、安卓平台及服务器端等开发技术为基础，然后采用基于支持向量机模型(SupportVectorMachine，SVM)的粒子群优化(ParticleSwarmOptimization，PSO)算法建立非线性质量指标预测模型并反馈给相关人员，最终实现一个基于无线传感器网络的智能监控系统。论文研究对于促进测控学科的发展及实际应用、推广及发展无线传感器网络技术、改善智能工厂的应用难度具有重要意义。
　　本论文的主要工作包括以下几个内容：
　　(1)对国内外无线传感器网络的发展状况以及在制造业中的应用情况进行调研，并充分调查了嵊州电机制造业的发展现状。
　　(2)对隧道炉加工过程的实际需求进行了分析，并对无线传感器网络系统架构进行了深入研究，将系统架构划分为四层：感知层、传输层、服务平台层和应用层。同时提出了传感器节点，网关及服务器端的开发方案，并对开发过程中遇到的问题提出了针对性解决方案。
　　(3)最后利用基于SVM的PSO算法建立预测模型，通过将实际测量值与预测值的对比发现，两种存在相关性，这了验证了该模型的有效性及智能监测系统的可行性。

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第1章 绪论

1.1 背景及意义

1.2 国内外现状及趋势

1.3 主要的研究内容

1.4 各章节内容介绍

第2章 需求分析与设计

2.1 电机制造业务流程

2.2 需求分析

2.3 总体设计

2.4 本章小结

第3章 感知层的组成与设计

3.1 基本组成

3.2 通信协议

3.3 节点设计方案

3.4 本章小结

第4章 传感器网关的实现

4.1 定义

4.2 开发平台

4.3 功能及实现

4.4 运行界面展示

4.5 本章小结

第5章 数据分析的平台及过程

5.1 功能简介

5.2 Socket服务器

5.3 REST服务器

5.4 数据分析过程

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢