基于Zigbee與GSM的危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中期報(bào)告

基于Zigbee與GSM的危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中期報(bào)告一、研究背景和意義危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于危險(xiǎn)工作場所，如化工廠、礦井、油田等，通過對(duì)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集，可以及時(shí)預(yù)警和處理危險(xiǎn)事件，保障工作人員生命安全和現(xiàn)場設(shè)備的完好性。而傳統(tǒng)的危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大多采用有線傳輸方式，造成設(shè)備布線復(fù)雜，安裝維護(hù)成本高等問題。因此，基于無線傳輸方式的危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成為了研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本項(xiàng)目基于Zigbee（無線個(gè)人局域網(wǎng)）和GSM（全球系統(tǒng)移動(dòng)通信）技術(shù)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一種危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。Zigbee網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)闹饕侄?，其較遠(yuǎn)距離傳輸能力和低功耗特性適用于現(xiàn)場復(fù)雜、環(huán)境惡劣的特點(diǎn)。而GSM網(wǎng)絡(luò)則負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和遠(yuǎn)程控制，使得工作者可以遠(yuǎn)程查看監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境狀況，從而更好地保障人員安全和現(xiàn)場設(shè)備的正常運(yùn)行。二、主要研究內(nèi)容本項(xiàng)目的主要研究內(nèi)容如下：1.Zigbee網(wǎng)絡(luò)的建立和數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的無線通信和數(shù)據(jù)采集。將傳感器節(jié)點(diǎn)布置在危險(xiǎn)源附近，通過傳感器采集環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、氣體濃度、火焰等，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總和分析。2.GSM網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)利用GSM網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和云端存儲(chǔ)。設(shè)計(jì)上傳數(shù)據(jù)協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制。同時(shí)，配合Web應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示、處理和統(tǒng)計(jì)。3.系統(tǒng)性能測(cè)試和分析通過對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行測(cè)試和分析，評(píng)估系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。主要包括數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性、響應(yīng)時(shí)間、數(shù)據(jù)采集精度等方面，為后續(xù)的系統(tǒng)優(yōu)化和改進(jìn)提供參考。三、預(yù)期成果完成本項(xiàng)目后，期望達(dá)到以下預(yù)期成果：1.基于Zigbee和GSM無線技術(shù)的危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。2.實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程傳輸和云端存儲(chǔ)功能。3.實(shí)現(xiàn)Web端數(shù)據(jù)顯示、處理和統(tǒng)計(jì)功能。4.對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行測(cè)試和分析，評(píng)估系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。四、研究進(jìn)度和計(jì)劃本項(xiàng)目的研究時(shí)間為4個(gè)月，按照如下計(jì)劃進(jìn)行：1.第1個(gè)月：完成文獻(xiàn)綜述、問題分析和需求分析。2.第2個(gè)月：完成Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)及傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)。3.第3個(gè)月：完成GSM網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，并完成系統(tǒng)整體集成。4.第4個(gè)月：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行性能測(cè)試和分析，并撰寫畢業(yè)論文。五、參考文獻(xiàn)1.Z.K.Zong,C.L.Zhang,“DesignandImplementationofHazardousMaterialsMonitoringSystemBasedonZigbeeandGSM”,in2013InternationalConferenceonMechatronicSciences,ElectricEngineeringandComputer(MEC),pp.1770-1773,2013.2.R.Behura,G.Sahoo,S.Mishra,“WirelessSensorNetwork-BasedHazardousGasMonitoringandAlertingSystemforPetroleumRefinery”,inIEEESensorsJournal,Vol.17,No.4,pp.1052-1060,Feb2017.3.X.Wu,Q.Lu,Z.Ding,“DesignofMulti-functionIntegratedMonitoringSystemforCoalMineSafetyBasedonZigBee”,in2018IEEE