基于STM32的远程厨房安全系统设计与实现
这是一篇关于远程厨房安全系统,物联网技术,STM32芯片,传感器,安全报警的论文, 主要内容为中国城镇化的速度,在我国进入21世纪以后发展得越来越快,一座座居民小区拔地而起。但居民小区的火灾发生率逐年上升,而由于燃气泄漏、人为原因、食用油温过高、排油烟系统油垢被点燃、电器短路等导致的厨房火灾是家庭火灾的主要因素,火灾不仅给当事人家庭造成人身伤害或财产损失,还会造成公共空间的危害。若有系统能够对厨房的火灾进行报警和控制,就能在火势控制在萌芽状态,从而保障居民的安全。基于人们迫切需要一个安装方便、能够随时接收报警的系统的需求,基于STM32的远程厨房安全系统应运而生。本文以“STM32的远程厨房安全系统的设计与实现”项目为依托,对国内外的厨房实时监测系统的应用现状和遇到的问题进行深入的分析,针对目前人们对于厨房安全预警的需求,开发了能够监控厨房环境状态并且自动灭火、换气的远程厨房安全系统。本文在对用户的使用需求进行分析调查之后,对远程厨房安全系统需要实现的功能有了大体的了解,确定了系统要实现的功能。接着对远程厨房安全系统进行了架构设计,该安全系统的框架是基于浏览器、服务器来设立的,能够满足系统的不同功能以及系统网络的相关要求,系统由5个功能构成:分别为系统最重要的监控与报警功能、自动化控制功能、基本信息管理功能和系统管理功能,各功能之间通过后台数据库紧紧连接在一起。物联网技术的发展对厨房的实时环境监控提供了有力的技术支持,使得厨房实时环境监控能够得以实现,小区住户可以随时随地查看到厨房的实时环境情况,当遇到火灾、温度过高等情况时,系统会及时报警,并且将报警信息发送给物业管理人员,以避免住户不在家所造成的损失。通过基于STM32的远程厨房安全系统的实现,用户可以通过远程系统实时查看厨房的环境,当厨房遭遇火灾、温度过高、燃气泄漏等情况时,系统会发出声光报警,并且实时在小区远程系统弹出消息,方便小区物业能够及时赶往住户的厨房进行紧急情况的处理,以保障住宅的安全。
基于STM32的永磁同步电机驱动系统设计与开发
这是一篇关于永磁同步电机,机器人,磁场定向控制,传感器的论文, 主要内容为随着社会的发展,人们的生活质量正在飞速地提高,生活方式也朝着全面化、智能化发展。现如今,机器人正进入每一个家庭,扮演着各种各样的角色。电机及其驱动是机器人的重要执行机构,而其优劣性往往很大程度上决定机器人整体性能。由于永磁同步电机应用场景的不同,往往需要分为无传感器控制与有传感器控制。而体积小,性能强、成本低一直都是驱动器设计所追求的。所以设计一款兼顾成本、性能与体积的驱动器,同时支持有感、无感控制对机器人的应用与设计具有重要意义。本文将永磁同步电机作为研究对象,通过对驱动系统的硬件电路设计以及软件算法实现,设计了一款基于STM32F405的电机伺服驱动器,采用磁场定向控制,支持有传感器模式与无传感器模式两种模式,实现了电机三闭环控制。主要研究成果如下:(1)对于无传感器模式采用基于非线性观测器的无传感器控制方案,通过观测磁链估算电机位置,设计锁相环估算转子转速。采用电流-频率的电流单闭环控制自启动策略启动电机,在观测器输出位置与实际位置相同时进行闭环切换。(2)使用磁编码器进行电机位置检测。解决了磁偏角问题以及绝对位置的对应,使电机可以在有感模式下直接进行电机速度闭环控制。同时在有感模式下实现了电机精准位置环控制。(3)设计实现了以STM32F405RGT6为控制芯片的主控电路、电源电路、驱动电路、编码器电路等硬件电路。完成了驱动器主程序设计,最后搭建永磁同步电机驱动器的实验平台,通过示波器、转矩仪、位置角测试治具以及串口,进行电机的调试实验。实验结果表明,本文所设计的基于STM32的永磁同步电机驱动系统,算法可靠,稳定性高,具有良好的自适应调节能力。在有传感器模式下可实现驱动器电流环、速度环、位置环控制。在无感模式下可实现电流环与速度环控制。
智能家居室内环境监测系统的研究与开发
这是一篇关于智能家居,环境监测,Wi-Fi技术,传感器的论文, 主要内容为伴随着世界经济的高速发展,人们的生活水平有了显著提高,但同时带来的特别是气体环境污染问题也越来越受到人们的重视,比如大气中的污染气体、室内装修时的甲醛气体、天然气中的CO等有毒有害气体时刻在威胁着人们的健康,室内环境温度、湿度等因素影响着家居的舒适度。其中智能家居室内环境监测系统作为智能家居的一个子系统是必不可少的,智能家居室内环境监测系统作为智能家居的前端监测端,为其他子系统的工作提供数据支持。目前为了能够实时监测智能家居室内环境有毒有害气体的参数,各种相关技术也在不断发展,但要想实现智能家居系统中的室内环境监测系统的普及仍然存在着众多的问题,主要原因包括成本高、监测精度不高、信号传输不稳定等。针对上述问题,本文设计了一套通过Wi-Fi技术实现的精准度高、成本低等诸多优点的室内环境监测系统,该系统的监测前端载有自主研制的甲醛传感器,该监测单元的灵敏度极高。其中信息的传输方式选用的是传输信息稳定、传输距离远的Wi-Fi技术,前端监测电路可以实时监测每个单元的温度、湿度、甲醛浓度、CO浓度等环境参数,只要有一台能连上Internet网络的PC机,就能实现PC机的远程实时观测被观测点的环境参数情况。本系统中的前端监测系统的硬件电路设计,根据设计的需求、功能实现要求、硬件成本、功耗和性能等诸多方面考虑,选定了微处理器芯片、模数转换芯片、甲醛传感器敏感材料、CO传感器探头、温湿度传感器等,并最终设定了MCU最小系统电路、甲醛监测模块电路、CO监测模块电路、温湿度监测模块电路、报警电路、显示电路、电源转换电路等。本系统中软件设计,在下位机硬件电路系统的基础上,设计了下位机软件系统,在下位机硬件和软件配合下,实现了下位机能够实时监测室内某单元空气环境参数的功能。并且通过Wi-Fi模块与控制程序的结合实现了下位机与上位机的信息通信。上位机Web界面的设计是基于SpringMVC3+Hibernate3开发软件和Oracle11g数据库进行开发实现的。该上位机系统具有信息存储、实时监测、查询等功能。最后通过对整体智能家居室内环境监测系统的测试,结果显示本文设计的监测系统运行平稳,满足设计要求。
半自动的远程矿工健康监控系统
这是一篇关于MVC,SSH,远程监控,传感器,煤矿安全的论文, 主要内容为随着科技的发展，网络技术，计算机技术以及传感器技术的不断突破，我们可以以更低的成本，更有效的方式来保证煤矿的安全开采。目前，煤炭依旧是我国的主要能量来源，占据我国能源总量的百分之七十以上。因此，煤炭行业在我国的地位依旧十分的重要，然而，其安全状况却十分令人堪忧。特别是瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出等重特大事故频繁发生,不仅造成巨大的经济损失且严重威胁井下作业人员的生命安全。目前我国煤矿使用的安全监控系统有数十种，但都不具有开放性，不能实现互操作，也难以将各种监控子系统集成为一个综合自动化系统。而且这些系统的监控系统不能保存长期历史数据。 安全监控是实现矿井安全生产预防事故的主要措施之一，也是现代化矿井管理的重要技术措施。有数据统计，目前我国的矿难有百分之九十以上是人为造成的。因此保证煤矿的安全开采，最重要的是管理好人。煤矿属于高危行业，推广煤矿行业信息技术应用已刻不容缓。在地底深处，人特别容易紧张。如果不及时调节好心理，带着情绪工作，就很可能会做出一些不当的操作，从而造成一些安全事故。因此，矿工的身心健康应得到更细致的关注，以保障煤炭的安全开采。 本文极大的吸取了目前比较热门的远程医疗监控系统的一些经验和方法，将一些医疗传感器部署在矿工身上，实时的监控矿工的身心健康状况。以目前先进的传感器技术，对矿工进行更细致的管理及呵护，使煤矿开发合理化、安全化、透明化。做好目前一直提倡的“以人为本”的理念，先进的经营管理水平，较高的工人安全意识，是保障煤矿状况的先决条件。 本系统以脑电波传感器，血压传感器，体温传感器等生理信息传感器为核心，实时的采集矿工当前的生理数据。并将采集到的数据通过无线网络，如WiFi等，发送到后台，后台带有一个专家监控系统。后台对这些数据进行一些判断分析，如有生理数据出现异常情况，则进行预警。管理员收到预警信息后，采取一定的措施，防止矿工因心理状况不好而做出一些不当的操作，以避免事故的扩大化。 本系统主要运用的是JAVA技术来实现，其系统架构管理是利用MVC模式进行，开发框架运用的是SSH框架。本文主要针对远程矿工健康监控系统进行详细的需求分析与系统设计，并描述该系统的功能的实现方案。在进行本系统的需求分析的过程中，主要利用UML来建立本系统的分析设计模型，通过UML模型是得用户需求和程序员的理解达到一致，使程序员能正确的实现用户提出的需求。本文的另一主要工作是实现远程矿工健康监控系统的全部功能，从而实现对矿工更细致的关注以及呵护，更好的将“以人为本”的理念深入到采矿工作中。
北极冰下小型巡航器避障控制系统设计与开发
这是一篇关于北极冰下,小型巡航器,避障控制,人工势场法,传感器的论文, 主要内容为近十年间,北冰洋海冰融化的趋势越来越强,北极天气的细微变动都会引起整个北半球乃至全世界气候环境的变动,在北极地区进行科学考察任务以及气候观察工作对于认识我国气候变化以及经济的长期发展有着十分明显的推动作用。小型巡航器可以帮助科研人员在未知水域、低能见度水域以及重度污染水域进行水下长期科研任务。保证小型巡航器安全完成水下巡航作业的前提是其能够实现自主避障。课题在工业与信息化部高技术船舶项目“极地探测WRQQ研制”项目专题六“极地冰下环境条件探测技术研究”的资助下,对北极冰下小型巡航器的避障控制系统进行研究与开发,给北极冰下小型巡航器及携带设备与传感器在冰下进行科学考察作业提供运行安全保障。为了实现北极冰下小型巡航器的避障控制系统所有功能,主要针对以下几个方面展开了研究:(1)根据北极冰下小型巡航器运动时的冰下环境设计了巡航器的舱体。设计的北极冰下小型巡航器采用传统艇体的设计思路,基于Nystrom流线形回转体形式,艏部进流段采用半椭圆结构,艉部去流段采用低阻性型线,中部舱段采用平行中体。整体结构包括控制舱、动力舱、转向舱、浮力舱、电池舱、观测舱、平衡舱、把手和外设支架等。(2)设计的北极冰下小型巡航器避障控制系统主要功能有运动控制、姿态信息数据采集解析分析、障碍物信息数据采集解析分析以及自主避障等。避障控制系统的子模块有主控芯片模块、运动控制模块、电源模块、姿态数据采集模块以及障碍物检测模块。运动控制模块包含推进系统、升降系统以及转向系统。姿态数据采集模块包含九轴传感器、GPS定位系统以及压力传感器等。主控芯片模块中采用STM32单片机并设计4路串口通讯接口。电源模块中的降压电路将电源电压转换为各模块部件所需要的工作电压。障碍物检测模块采用水下声呐和水下视觉系统。为了方便主控芯片对障碍物信息的处理,提高避障的效率,将声呐检测的障碍物信息转化为数字信号。水下视觉系统采用深海摄像机以及深海照明灯,通过CLAHE算法对采集的水下图像进行增强处理,便于科研人员分辨水下目标信息。(3)设计一种适用于北极冰下小型巡航器的改进人工势场避障算法。为了克服传统的人工势场避障方法有引力过大、目标不可达以及局部最小等缺点,通过修改引力势场函数与斥力势场函数从而改进人工势场算法,并通过MATLAB软件对其进行了模拟和分析,观测到改进后的避障方法不会陷入局部最小并可以准确到达目标点,经过现场实验可以观察到小型巡航器能够安全稳定的躲避障碍物,达到了项目研究的预期目标。
浓香型白酒多参数智能发酵监测系统设计与实现
这是一篇关于固态发酵监测,ZigBee技术,CC2530,无线传输,传感器的论文, 主要内容为白酒在我国有着上千年的发展历史,在文化传承和经济发展方面做出了突出贡献。随着信息科技的不断进步,白酒发酵车间自动化升级需求迫切,但受制于窖池内部复杂的发酵环境,使得车间内发酵参数的自动化监测升级停滞不前,尚停留在人工经验取样监测阶段,部分酒企仅实现窖池温度在线监测。为解决白酒发酵监测参数类型单一、监测方式粗放等问题,本文针对浓香型白酒的固态发酵设计了多参数监测系统,分别对发酵过程中的温度、水分、酒精浓度、CO2浓度参数进行实时监测。本文设计的多参数智能发酵监测系统分为数据采集端、数据中转端、数据显示端三个模块,各模块之间的数据传输采用无线传输与有线传输结合的方式。对于无线传输,采用Zig Bee技术来设计无线网络;对于有线传输,采用基于RS-485总线搭载的Mod Bus协议来完成通信任务。对于数据采集端,以CC2530为主控芯片,利用各传感器对窖池内的各参数进行定时采集,将采集到的数据进行滤波和拟合处理以提高数据精度,对处理后的数据进行LCD显示并以无线传输的方式发送到数据中转端。对于数据中转端,同样以CC2530作为主控芯片,利用Zig Bee技术建立无线网络,对接收到的数据进行LCD显示、存储及转发,将数据通过有线传输的方式上传至数据显示端。对于数据显示端,将接收到的数据进行显示和存储,并根据存储的历史数据绘制出趋势图,形成可视化的监测平台。本文根据监测系统的需求分析确定总体设计方案后,分别对系统的整体架构及软硬件进行设计。硬件层的设计主要包括数据中转端的电路设计、数据采集端的电路设计和硬件低功耗设计。软件层的设计主要包括数据显示端的界面设计、数据采集端的数据滤波和拟合程序设计及软件低功耗设计。与现有的参数监测方式相比,本监测系统实现了多个发酵参数的自动采集、自动传输及自动显示,提高了参数监测的自动化和信息化程度,为实时掌握窖池内部发酵情况提供了技术支持。本文最后对监测系统进行了实验室环境下的模块化测试和实地环境下的整体化测试,测试结果表明本监测系统的运行稳定性和数据可靠性均满足设计要求。
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