白酒企业信息化论文提纲

论文题目：基于ZigBee技术窖池发酵无线监测系统设计

摘要：白酒是传统固态发酵工艺的产物,我国有着几千年的发展历史。随着科技的进步,目前国内大型白酒企业基本实现了白酒勾储车间、自动灌装车间的信息化建设,但对固态发酵车间整体管理水平较低,停留在排产计划纸质化、发酵管理经验化、人员轮班程式化的初级阶段,这成为企业信息化管理的短板。基于ZigBee技术实现的无线传感器网络能够满足大量采集数据节点、低功耗要求的窖池发酵监测系统设计。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低成本、低速率的无线通信技术,工作频率在2.4GHz,传输距离为30～100米,主应用在低通信速率、短距离无线通信系统中。本文设计并实现的窖池发酵监测系统系统能够对车间各窖池参数自动采集,并在实时监测的基础上,监测数据经云端专家系统分析、处理、诊断,多终端全景展示发酵过程,并与车间温控制系统联动,形成对车间环境的闭环控制,提高窖池生产效率。本论文根据白酒酒窖发酵过程参数监测需求,采用有线和无线传输结合的方式,将采集终端节点数据发送到上位机服务系统分析处理。基于CC2530为控制芯片的数据采集终端系统,主要是由协调器、路由器和终端节点三种设备类型组成。终端节点定时从休眠状态醒来采集数据,并通过ZigBee无线通信网络上传到协调器,然后立刻进入休眠状态,将终端节点功耗降至最低;协调器存储终端节点的数据,并通过RS485总线上传到上位机。路由器起到网络中继功能,转发路由消息。硬件部分重点设计了终端节点功耗和传感器电路（包括温度传感器、PH传感器和酒精传感器电路）、协调器的RS485通讯接口、时钟与存储模块电路,以及三种设备的人机接口（包括LCD显示、按键和LED）。同时根据硬件电路设计,在应用程序中实现了对传感器数据有效采集、低功耗管理和数据传输等等功能。在ZigBee协议栈组网时,应用程序根据应用场合网络数量多、传输范围广、网间干扰强特点,设计了基于发酵车间的组网算法,有效的解决了不同车间以及同一个车间内不同网络的串扰问题。上位机采用工业组态软件,设计并实现了基于MODBUS通信协议上位机控制系统,通过RS485总线将协调器中存储的窖池数据成功读取,实现了对终端节点采集数据的收集与处理,并绘制了曲线以及数据存储等功能,根据分析结果反馈终端系统进行优化调控。文章最后对基于ZigBee技术实现的窖池发酵无线监测系统进行了验证。首先对ZigBee网络进行了组网测试,包括网络的稳定性、传输可靠性等;分别校准并测试传感器数据的测试结果,测量准确度以及终端节点的功耗都能达标;最后将该系统进行现场实地测试,结果表明该系统满足设计要求。同时说明了ZigBee无线通信网络技术在大量测量节点、低功耗以及网络稳定性等应用场合有很大优势。

关键词：白酒;窖池发酵;ZigBee技术;CC2530;传感器

学科专业：电子与通信工程（专业学位）

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 传统固态发酵介绍

1.2.1 发酵流程简介

1.2.2 传统固态发酵自动化程度国内现状

1.3 本文研究内容结构

1.4 本章小结

第二章 系统总体方案设计

2.1 系统参数需求介绍

2.2 常用无线通信网络简介

2.2.1 蓝牙

2.2.2 Wi-Fi

2.2.3 ZigBee

2.3 总体方案设计

2.4 本章小结

第三章 系统硬件设计

3.1 核心模块设计

3.1.1 CC2530芯片简介

3.1.2 核心模块电路设计

3.2 LCD显示控制与按键模块设计

3.3 协调器与路由器设计

3.3.1 存储模块选型及设计

3.3.2 时钟模块选型与设计

3.3.3 通信模块设计

3.4 终端设备设计

3.4.1 终端设备电源模块设计

3.4.2 温度传感器与电路设计

3.4.3 PH传感器与电路设计

3.4.4 酒精传感器与电路设计

3.5 本章小结

第四章 系统软件设计

4.1 IAR开发环境与Z-stack安装

4.2 Z-Stack应用层开发介绍

4.3 协调器与路由器软件设计

4.4 终端设备软件设计

4.5 传感器数据校准与拟合

4.5.1 电池电压校准程序设计

4.5.2 温度传感器与PH传感器校准程序设计

4.5.3 酒精传感器校准程序设计

4.6 MODBUS协议介绍与实现

4.7 上位机软件设计

4.8 本章小结

第五章 系统测试与分析

5.1 ZigBee无线组网测试

5.2 终端设备数据采集测试

5.3 终端设备功耗测试

5.4 系统运行测试

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢