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无线传感器网络在列车火灾监测系统中的应用研究
| 论文题名： | 无线传感器网络在列车火灾监测系统中的应用研究 |
| 关键词： | 列车运行;防火安全;火灾监测;传感器网络 |
| 摘要： | 随着铁路技术的不断发展，火车以其快捷、舒适、经济、环保等一系列优点已经逐渐成为人们出行时交通工具的首要选择，为我国的经济建设发挥着至关重要的作用。作为保障人们安全乘坐火车出行的必要组成，列车火灾监测系统对火灾的及时发现并报警是非常重要的。传统的火灾监测系统由于受到列车内部复杂环境的限制，布线非常困难，很难有效实施。因此，我们设计了一种基于无线传感器网络的列车火灾监测系统，能够及时有效的对火灾进行监测，避免火灾引起的不必要损失。 本文首先分析了列车发生火灾的原因，由于列车上人员密度大、可燃性材料、各类电器设备比较多，一些人员的疏忽或者电器设备的故障，极易引发火灾。通过对火灾监测原理的分析可知，在火灾监测中，只简单的通过某一特征来判断火灾，往往是不准确的，很容易引起误报、漏报现象。在本系统中选用数字温度传感器DS18B20、MQ-2型烟雾传感器、JNHB1004型火焰传感器分别采集相对应的温度、烟雾、红外线等不同的火灾特征信号值，同时应用数据融合技术对采集到的数据进行综合处理，实现火灾监测的准确、及时、有效。通过无线传感器网络技术和多传感器技术相结合，设计出了一套列车火灾监测系统，由软件和硬件两部分组成。在硬件方面主要完成了传感器节点、汇聚节点和车载控制终端三个主要模块的设计。在传感器节点设计中选用集处理器和无线发射芯片于一体的CC2430芯片作为微处理器，并进行了相关的外围电路设计。汇聚节点是联系传感器节点和车载控制终端的“桥梁”，汇聚节点的微处理器依然选用CC2430芯片，设计完成了汇聚节点的复位电路、LED工作状态指示电路以及电源电路的设计。控制终端的处理器选用以Cortex-M3内核的STM32，控制终端主要完成两方面的工作，一是对监测数据处理、显示、存储并驱动报警电路报警；二是对各传感器节点巡检。当监测到的信号为火灾信号时，驱动报警系统报警。在此完成了微处理器外围电路的设计，JTAG程序下载调试接口、LCD显示、SD外部存储以及报警驱动电路的设计。在硬件设计的基础上，完成了整个系统及三个主要模块的软件设计。系统在实际工作时，由于受到外界一些因素的干扰，有可能引起系统的失效。论文最后部分，通过对系统失效性的分析，从硬件和软件两个方面提出了提高系统可靠性的措施。 |
| 作者： | 李小龙 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 郭佑民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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