城镇燃气运行安全监控系统的设计与实现
这是一篇关于实时监控系统,输配安全,传感器网络,GPRS,天然气安全保障的论文, 主要内容为如今北京城市天然气需求量正在不断升高,伴随而来的是严峻的安全形势。燃气输配系统主要以调压站组成,用于降低、稳定压力,有着人为干涉多、故障隐患率高、遍布广泛等特点,因此成为了安全隐患的集中点。平日保证调压系统安全主要依靠每日人工进站巡检为主,但仅仅的人工巡查不可满足对高安全的要求,因此本系统孕育而生。本系统是为了保证平稳、安全供气而设计的。主要研究内容是通过实时监控调压站内设备设施、现场环境状况,从而配合人工巡检以至代替人工巡检来保障最基本的输配安全。本系统的研究方法是利用无线传感网络技术,选取适当的监控点在站内广布各类传感器,来采集流量、阀位、压力、温度、环境甲烷浓度等信息。设计ATmega主控单片机收集上述数据,通过LCD屏幕进行现场显示供运行人员查阅。之后通过SIM300模块构架移动GPRS网络进行无线传输,至后台管理系统供调度人员进行7*24小时的实时监控。后台管理系统是利用JAVA语言设计的B/S架构监控系统,可对现场数据进行逻辑判断,从而达到诊断故障、数据监控的目的。通过本系统的实现可以解决突发意外情况而导致的超压送气、压力不稳、压力过低、微小泄露等隐患,将其消灭在萌芽状态。大大提高应急响应和故障修复时间。为解决数据孤岛现象,为此设计了MySQL数据库收集、存储平日数据,为今后建立大数据库打下基础。本论文的理论意义是通过实时监控系统覆盖隐患监控的盲区,实际意义是将人工管理模式改为数字化、电子化、安全化、网络化、高效化的管理模式。提高燃气输配系统的安全系数,为首都燃气供给保驾护航!
基于无线传感器网络的设施农业温湿度监测系统设计与实现
这是一篇关于传感器网络,设施农业,温湿度监测系统的论文, 主要内容为我国是农业大国，需要通过发展集约型农业提高生产力。设施农业作为集约化现代农业生产方式的一个重要部分，应当得到大力支持。而在设施农业监测系统中，空气和土壤温湿度情况是植物生长环境最重要的监测数据。因此，需要针对设施农业温湿度环境，增强监测能力、降低建设成本、提高管理效率，全面促进设施农业科技转化为现实生产力。同时，互联网、3G、无线传感器网络等技术的不断发展，也为设施农业温湿度监测提供更多的技术支持。本论文在这种背景下，集成无线传感器网络技术和互联网开发技术，对监测系统进行全面的设计和实现。 本文首先对无线传感器网络的技术进行了研究，其中无线传感网的体系结构包括传感器节点、汇聚节点、管理节点三部分，网络节点体系包括通信协议、管理平台和支撑平台，网络支撑技术包括时间同步技术、定位技术、数据融合技术、能量管理、容错技术和数据管理；其次，对Java和Android开发相关技术进行研究和阐述，设计技术方面阐述了UML、MVC设计模式；开发技术方面研究了JSP、AJAX、Struts、JDBC等系统开发相关技术和Android应用的各个组件等。 在此基础上，本文对设施农业温湿度传感器网络进行搭建，根据项目需要选择了合适的传感器硬件设备，实现了传感器网络数据的接口服务；对温湿度监测系统需求进行分析，并据此做出系统的详细设计方案，包括系统整体架构设计、HTTP通信模型设计、服务器设计、数据库设计，以及Web服务系统、手机端系统的业务流程和技术流程的详细设计；最后根据设计方案，利用Java和Android开发技术进行系统开发，满足系统的功能需求。 基于无线传感器网络的设施农业温湿度监测系统，综合运用了无线传感器网络、互联网、移动通信等技术进行搭建，能够实时、准确地反映设施农业相关环境信息，具有节能、准确、易用、低成本等特点；基于Java技术的服务器端实现了Web服务，基于Android开发技术的手机端实现了温湿度信息的实时监测。
基于多传感器信息融合的桥梁健康监测系统的研究与实现
这是一篇关于桥梁健康监测,传感器网络,数据采集,BP神经网络,信息融合的论文, 主要内容为随着我国桥梁建造技术的发展,各类大型桥梁相继建成,而桥梁的健康状况直接影响了交通、经济和社会生活,对桥梁进行长期的,实时的状态监测显得至关重要。多传感器信息融合桥梁监测系统是利用传感器技术、计算机软件技术以及模式识别技术,对桥梁结构状况进行监测与评估,为桥梁的维护决策提供依据。本文在分析桥梁监测系统研究现状及信息融合技术的基础之上,提出了基于多传感器信息融合的桥梁监测系统方案。通过对监测内容及桥梁结构特点的研究,确定了传感器网络的构成。分析推导了倾角挠度转换算法,光波长应变转换算法以及曲线拟合算法,设计了基于LabVIEW的传感器数据采集上位机程序,以及基于MVC模式的JavaEE程序。另外,因传感器数量较多,且测量时间周期长,设计了基于SQL SERVER的数据库系统,为融合处理提供数据依据,同时对数据库优化问题进行了分析。利用神经网络在数据识别中的优势,设计了三层BP神经网络,同时为了避免陷入局部最小值,使用了附加动量法训练函数,基于Matlab对倾角数据和加速度数据,进行多传感器与单传感器数据的对比融合分析。仿真结果表明,网络表现出较快的收敛速度及较高的数据识别准确率,说明设计的三层BP神经网络符合融合需求且具有较高的可靠性,同时验证了多传感器数据融合的分类识别准确度高于单传感器数据融合。本文的应用对象为天津海河大桥,通过对硬件模块、软件模块和融合算法的研究与设计,实现了基于多传感器信息融合的监测系统[1]数据采集、传输、计算和显示等功能,并在天津海河大桥现场得到实际应用。
桥梁健康监测信息化管理系统设计与实现
这是一篇关于桥梁结构,健康监测,传感器网络,SSH,LayUI的论文, 主要内容为随着我国在基本建设领域的迅速发展,桥梁工程作为基建的重要组成部分,每年有近万座桥梁开工建设,桥梁的数量越来越多,桥梁结构变得越来越复杂,怎样保证桥梁的安全、监测桥梁的健康状态成为了突出而又严峻的课题。为满足桥梁监测的需求,本课题应用现代化的结构分析技术、传感技术、测试技术、计算机技术、数理统计分析技术、现代网络通讯通信技术,建立集环境监测、结构监测、数据分析处理与告警等为一体的桥梁健康监测系统。监测系统实时采集桥梁的结构数据,掌握桥梁在运营过程中的健康状况,智能化、图形化的显示桥梁各项状态数据;建立有效的安全告警机制,在结构出现异常或突发事件时及时告警;掌握桥梁工作状态的变化规律,为桥梁养护管理单位提供技术依据,并达到技术先进、操作简便、运行可靠的总体目标。本课题首先概述了国内外研究历史与现状,描述了本文的主要研究内容,接着分析桥梁传感器的选择因素,详细说明了光纤光栅静力水准仪、磁通量传感器、风速风向仪三种传感器,对Socket网络通信和GPRS无线网络通信技术的相关知识进行介绍,分析系统的软件技术和桥梁评估算法。然后依据监测系统开发的整体规划,描述系统框架设计以及包括百万级数据导出模块、权限管理模块、告警管理模块、定制备份机制等功能的模块设计,并且介绍监测数据的处理流程和数据库设计,包括数据库概要设计以及表设计。最后通过截图的形式展示系统的成果,包括WEB管理平台以及手机APP平台功能展示。在系统测试阶段,为了进一步验证系统,针对B/S架构的特性对系统进行了功能性和性能两个方面的测试,并且详细介绍百万级数据导出模块和定时备份机制的测试过程。本课题最后总结现有桥梁监测系统的不足,以及本课题设计的桥梁健康监测信息化系统的优势,然后指出了本系统存在的不足、改进的方向,并对系统功能扩展提供参考。至此,完成了桥梁健康监测系统从设计到研究再到实现、测试的全过程。并且本课题申请《通过浏览器从数据库导出百万级记录到表格的方法及系统》发明专利。
基于ZigBee的气象监测系统设计与实现
这是一篇关于物联网,ZigBee,气象监测,传感器网络的论文, 主要内容为异常天气的频繁出现,给工业、农业及人们的生活健康等带来了极大的不良影响,这促使了民众提高气象监测和预报的意识。然而传统的气象监测方式具有局限性,成本高,操作复杂,信息共享不便。如今物联网技术飞速发展,可使气象监测的高密度覆盖变得更加方便。从这些问题出发,通过深入分析用户对气象监测的实际需求,利用物联网技术,设计并实现了基于ZigBee的气象监测系统。系统实现了局域网内传感器的无线互联,大大减小了现有系统传感器布线的复杂度,使传感器可置于最利于数据采集的位置,增强了气象数据的可靠性。系统将采集到的数据通过互联网在远程服务器持久化,并可以通过Web实现数据共享,满足气象监测的管理自动化,解决了现有气象系统数据在互联网上共享困难的问题。系统减小用户使用系统的复杂度,能够快速地为用户提供详细准确的气象监测数据,适应不同规模及环境的气象监测需求。本系统为基于ZigBee的气象监测系统,其核心是基于ZigBee协议的无线气象数据采集网络,以及基于远程服务器的API中间件,使用JavaEE技术进行本系统的研发。本文使用软件工程的方法,首先进行系统的需求分析,然后进行系统的总体结构设计,系统结构采用模块化设计。并根据模块的划分,对各个模块进行系统详细设计和数据库设计。采用工业级的ZigBee模块用于传感器数据的传输,可使气象传感器的布置更加灵活,保证数据传输的安全和准确性。该系统使用MySQL数据库进行实时数据的持久化,来保证软件系统的代码质量和应用级别的安全性。在记录环境数据的同时,对数据进行分析和折线图展示,方便用户适用于不同类型的使用环境。该气象监测系统能够稳定运行,并方便用户增加、管理节点,简单明了地查看实时气象数据。解决了当前气象监测系统不便于实时共享数据、不易于增加节点以及高成本布网等问题。其可用于气象站的搭建,并为气象局提供完善的解决方案。
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