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第1章 概论 1

1.1仓储系统的特性 1

1.1.1空间的封闭性 1

1.1.2要素的复杂性 2

1.1.3结构的多样性 2

1.1.4交换的非连续性 3

1.1.5环境的时变性 3

1.2仓储管控一体化 4

1.2.1仓储管控一体化的核心思想 5

1.2.2实现仓储管控一体化的技术要求 5

1.2.3仓储管控一体化的应用现状 6

1.2.4仓储管控一体化系统的体系架构 7

1.2.5实施多条件约束的作业调度策略 7

1.3仓储环境监控的体系架构 10

1.3.1分层体系架构 10

1.3.2采集层与监控层 11

1.3.3管理层 11

1.4智能监控装置的组合模型 12

1.4.1智能监控装置的需求分析 12

1.4.2组合模型 12

1.5总结 13

第2章 仓储环境监控研究与应用进展 14

2.1仓储监控的目的与意义 14

2.1.1仓储监控的意义 14

2.1.2仓储监控的作用 15

2.2仓储环境特性与表征参数 16

2.2.1温度与湿度 16

2.2.2空气流速 18

2.2.3气体浓度 18

2.2.4光照度 19

2.2.5粉尘与烟尘 19

2.2.6风压 20

2.2.7空气pH值 21

2.3仓储环境监控的方法与手段 21

2.3.1目前的技术与方法 21

2.3.2智能化仪表与装置 23

2.3.3无线传感器网络 24

2.3.4无线传输技术 25

2.4环境监控的发展与展望 28

2.4.1环境监控的发展 28

2.4.2环境监控的展望 29

2.5总结 30

第3章 传感器与信息融合 32

3.1集成一体化传感器 32

3.1.1集成一体化传感器概述 32

3.1.2常用集成一体化传感器 33

3.2电化学传感器 33

3.2.1电化学传感器概述 33

3.2.2英国CITY电化学传感器 34

3.3智能传感器 35

3.3.1智能传感器概述 35

3.3.2智能传感器的结构 36

3.3.3智能传感器的主要功能 37

3.3.4智能传感器的特点 37

3.3.5智能传感器的应用 38

3.3.6智能传感器的技术发展趋势 39

3.4传感器的信息融合 42

3.4.1信息融合技术的概念及原理 42

3.4.2信息融合分类 43

3.4.3信息融合方法 45

3.4.4多传感器的信息融合方式 47

3.4.5信息融合的应用 49

3.4.6传感器信息融合的优势 50

3.5总结 51

第4章 智能监控装置设计 52

4.1需求分析与设计思路 52

4.1.1仓储环境特性 52

4.1.2环境监控装置功能需求 53

4.1.3设计总体思路 54

4.2微环境数据采集记录装置 55

4.2.1硬件组成架构 55

4.2.2设备功能 56

4.2.3板载传感器 57

4.2.4设备PCB布局 58

4.3智能电化学传感器 59

4.3.1硬件组成架构 59

4.3.2设备功能 60

4.3.3板载传感器 61

4.3.4设备PCB布局 61

4.3.5工作模式 62

4.4微功耗核心模块设计 63

4.4.1硬件组成架构 64

4.4.2设备功能 65

4.4.3板载传感器 65

4.4.4设备PCB布局 66

4.4.5扩展插针 66

4.5增强型核心模块设计 67

4.5.1硬件组成架构 68

4.5.2设备功能 69

4.5.3板载传感器 69

4.5.4设备PCB布局 69

4.5.5扩展插针 70

4.5.6软件架构 70

4.6基于核心模块的仓储环境监控装置 76

4.6.1基于IoT-MLE的便携式仓储环境监测装置 77

4.6.2基于IoT-MLE的仓储环境监控装置 79

4.6.3基于IoT-M4E的无线仓储环境监控装置 80

4.7总结 82

第5章 分布式仓储环境CPS系统 83

5.1 WE-CPS架构与功能 83

5.1.1综合监控中心 84

5.1.2网络层 85

5.1.3设备/边缘层 86

5.1.4 WE-CPS的功能与性能 86

5.2子系统功能及互联 87

5.2.1集成系统 87

5.2.2互联系统 89

5.2.3子系统互联 89

5.3 CPS边缘节点结构 91

5.3.1边缘计算与CPS边缘节点 91

5.3.2 CPS边缘节点的结构 93

5.3.3 CPS边缘节点主控制器 94

5.3.4 CPS边缘节点传感器的选择 95

5.3.5传感器接口 97

5.3.6通信接口 99

5.3.7扩展接口 100

5.4 CPS边缘节点信息融合 101

5.4.1实时信息的采集和存储 101

5.4.2 CPS边缘节点实时信息处理方法 105

5.4.3 CPS边缘节点多传感器信息融合 107

5.5上位数据可视化 114

5.5.1上位机软件的设计 114

5.5.2上位机软件的测试 115

5.6总结 118

第6章 安全预警与健康评估 120

6.1仓储安全的含义 120

6.1.1仓储安全的基本概念 120

6.1.2仓储安全管理 121

6.2健康评估与预警、报警 123

6.2.1健康评估基本概念 123

6.2.2预警 124

6.2.3报警 124

6.3健康评估方法 125

6.3.1仓储健康评估的含义 125

6.3.2仓储健康评估的方法 126

6.4实时在线评估 127

6.4.1仓储环境监控系统层次结构 128

6.4.2仓储环境实时在线评估模型 129

6.5离线综合评估 131

6.5.1 Hadoop安装部署 132

6.5.2离线综合评估架构 137

6.6健康评估模型 139

6.6.1模糊理论 139

6.6.2仓储环境健康评估模型 139

6.7总结 145

第7章 仓储环境监控装置开发 146

7.1仓储环境多参数监控装置 146

7.1.1装置概述 146

7.1.2硬件组成 147

7.1.3电路板的功能与布局 150

7.2设备健康状况显示贴片 152

7.2.1装置概述 152

7.2.2硬件组成 152

7.2.3电路板的功能与布局 156

7.3智能环境监控装置 157

7.3.1装置概述 157

7.3.2硬件组成 157

7.3.3电路板的功能与布局 159

7.4总结 160

参考文献 161

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