基于嵌入式技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)的多終端實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
發(fā)布時間:2021-11-22 08:30
針對當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室管理的不足,提出基于嵌入式技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)的多終端監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)包括采集前端、數(shù)據(jù)處理中心和客戶端3部分,通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信;贚PC11C14的采集前端采樣傳輸實(shí)驗(yàn)室環(huán)境信息,接收并執(zhí)行控制指令。數(shù)據(jù)處理中心提供了兩種環(huán)境信息存儲方式并根據(jù)需要向采集前端發(fā)送控制指令調(diào)節(jié)現(xiàn)場工況?蛻舳素(fù)責(zé)對實(shí)驗(yàn)室的監(jiān)控,管理人員通過訪問Web服務(wù)器或LabVIEW上位機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)。考慮到可靠性需求,設(shè)計(jì)了LED、蜂鳴器等聲光報(bào)警措施,并在發(fā)生異常狀況時短信通知管理人員。測試表明:設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,能較好滿足實(shí)驗(yàn)室的監(jiān)控需求,可靠性措施提高了系統(tǒng)的實(shí)用性,具有一定的應(yīng)用價值。
【文章來源】:洛陽理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,30(01)
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
FS4412移植并運(yùn)行Linux系統(tǒng),功能如下:① 移植SQLite存儲來自采樣端的數(shù)據(jù);② 向采樣端發(fā)送控制指令;③ 對采樣信息進(jìn)行判定并進(jìn)行報(bào)警指示;④ 移植BOA構(gòu)建Web服務(wù)器,向客戶端提供Web服務(wù);⑤ 當(dāng)發(fā)生異常狀況,通過GPRS向用戶發(fā)送短信。程序核心包括數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)分析線程和消息處理線程等。數(shù)據(jù)接收線程接收來自無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)(消息頭ST+正文),根據(jù)ST判斷消息類型:A表示輔助信息,E表示環(huán)境信息,為避免數(shù)據(jù)丟失,讀取正文時要睡眠500 ms。之后插入到數(shù)據(jù)緩存鏈表,喚醒數(shù)據(jù)分析線程,判斷緩存鏈表是否為空,不為空則表示有新的數(shù)據(jù),讀取鏈表,如果是環(huán)境信息且數(shù)值沒有超出閾值,加入數(shù)據(jù)庫鏈表并喚醒數(shù)據(jù)庫線程更新數(shù)據(jù)庫。如果環(huán)境信息異常則喚醒短信發(fā)送、蜂鳴器等線程實(shí)現(xiàn)報(bào)警提示,數(shù)據(jù)接收與分析線程流程如圖4所示。消息處理線程處理來自客戶端的控制指令,用戶通過客戶端控制風(fēng)扇、蜂鳴器等設(shè)備,修改溫濕度數(shù)據(jù)的閾值。這些控制指令首先送入消息隊(duì)列,本文定義了風(fēng)扇控制、LED控制、蜂鳴器控制、閾值設(shè)置等消息類型,Switch函數(shù)對不同的消息類型做不同處理,消息處理線程流程如圖5所示。圖4 數(shù)據(jù)接收與分析線程流程圖
BOA是一款代碼只有約60 KB的單任務(wù)Web服務(wù)器,很適合嵌入式系統(tǒng)開發(fā),支持CGI,能夠fork CGI進(jìn)程執(zhí)行客戶端請求,實(shí)現(xiàn)交互功能。Web服務(wù)原理如下:管理人員在客戶端打開瀏覽器連接到處理中心的Web服務(wù)器,這時打開了一個Socket虛擬文件,通過Socket以GET或POST的方式基于HTTP協(xié)議向Web服務(wù)器提交請求。Web服務(wù)器接收并分析請求,處理不同的事務(wù),返回請求的相關(guān)線程或頁面文檔。下載解壓源代碼,進(jìn)入src目錄,圖6 數(shù)據(jù)庫線程流程圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于ZigBee和LPC11C14的多終端倉儲監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 楊路,辛煜,王茂林. 西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(04)
[2]基于STM32的實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 陶沙,王珍鳳,向前,楊路. 阜陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
[3]基于無線網(wǎng)絡(luò)的多終端實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)及可靠性設(shè)計(jì)[J]. 楊路,辛煜. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2018(08)
[4]基于ZigBee技術(shù)的智能水浸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張貝貝,周祖榮. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2016(11)
[5]基于GPRS和GSM的水稻智能灌溉系統(tǒng)[J]. 于婷婷,朱龍圖,李名偉,陳怡兵,黃東巖. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究. 2016(05)
[6]基于ZigBee技術(shù)的孤立點(diǎn)入網(wǎng)算法研究[J]. 植宇,潘理虎,楊曉梅,卜創(chuàng)利. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2016(01)
[7]基于ARM/ZigBee的遠(yuǎn)程糧情監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J]. 姜輝,甄彤,王鋒. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2015(02)
[8]基于ZigBee的智能糧倉監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 劉國紅. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(07)
[9]基于ZigBee和Internet的溫室群環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張猛,房俊龍,韓雨. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(S1)
碩士論文
[1]基于ZigBee的遠(yuǎn)程無線倉庫溫濕度環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 熊雙橋.西華大學(xué) 2013
本文編號:3511321
【文章來源】:洛陽理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,30(01)
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
FS4412移植并運(yùn)行Linux系統(tǒng),功能如下:① 移植SQLite存儲來自采樣端的數(shù)據(jù);② 向采樣端發(fā)送控制指令;③ 對采樣信息進(jìn)行判定并進(jìn)行報(bào)警指示;④ 移植BOA構(gòu)建Web服務(wù)器,向客戶端提供Web服務(wù);⑤ 當(dāng)發(fā)生異常狀況,通過GPRS向用戶發(fā)送短信。程序核心包括數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)分析線程和消息處理線程等。數(shù)據(jù)接收線程接收來自無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)(消息頭ST+正文),根據(jù)ST判斷消息類型:A表示輔助信息,E表示環(huán)境信息,為避免數(shù)據(jù)丟失,讀取正文時要睡眠500 ms。之后插入到數(shù)據(jù)緩存鏈表,喚醒數(shù)據(jù)分析線程,判斷緩存鏈表是否為空,不為空則表示有新的數(shù)據(jù),讀取鏈表,如果是環(huán)境信息且數(shù)值沒有超出閾值,加入數(shù)據(jù)庫鏈表并喚醒數(shù)據(jù)庫線程更新數(shù)據(jù)庫。如果環(huán)境信息異常則喚醒短信發(fā)送、蜂鳴器等線程實(shí)現(xiàn)報(bào)警提示,數(shù)據(jù)接收與分析線程流程如圖4所示。消息處理線程處理來自客戶端的控制指令,用戶通過客戶端控制風(fēng)扇、蜂鳴器等設(shè)備,修改溫濕度數(shù)據(jù)的閾值。這些控制指令首先送入消息隊(duì)列,本文定義了風(fēng)扇控制、LED控制、蜂鳴器控制、閾值設(shè)置等消息類型,Switch函數(shù)對不同的消息類型做不同處理,消息處理線程流程如圖5所示。圖4 數(shù)據(jù)接收與分析線程流程圖
BOA是一款代碼只有約60 KB的單任務(wù)Web服務(wù)器,很適合嵌入式系統(tǒng)開發(fā),支持CGI,能夠fork CGI進(jìn)程執(zhí)行客戶端請求,實(shí)現(xiàn)交互功能。Web服務(wù)原理如下:管理人員在客戶端打開瀏覽器連接到處理中心的Web服務(wù)器,這時打開了一個Socket虛擬文件,通過Socket以GET或POST的方式基于HTTP協(xié)議向Web服務(wù)器提交請求。Web服務(wù)器接收并分析請求,處理不同的事務(wù),返回請求的相關(guān)線程或頁面文檔。下載解壓源代碼,進(jìn)入src目錄,圖6 數(shù)據(jù)庫線程流程圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于ZigBee和LPC11C14的多終端倉儲監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 楊路,辛煜,王茂林. 西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(04)
[2]基于STM32的實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 陶沙,王珍鳳,向前,楊路. 阜陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
[3]基于無線網(wǎng)絡(luò)的多終端實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)及可靠性設(shè)計(jì)[J]. 楊路,辛煜. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2018(08)
[4]基于ZigBee技術(shù)的智能水浸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張貝貝,周祖榮. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2016(11)
[5]基于GPRS和GSM的水稻智能灌溉系統(tǒng)[J]. 于婷婷,朱龍圖,李名偉,陳怡兵,黃東巖. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究. 2016(05)
[6]基于ZigBee技術(shù)的孤立點(diǎn)入網(wǎng)算法研究[J]. 植宇,潘理虎,楊曉梅,卜創(chuàng)利. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2016(01)
[7]基于ARM/ZigBee的遠(yuǎn)程糧情監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J]. 姜輝,甄彤,王鋒. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2015(02)
[8]基于ZigBee的智能糧倉監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 劉國紅. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2014(07)
[9]基于ZigBee和Internet的溫室群環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張猛,房俊龍,韓雨. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(S1)
碩士論文
[1]基于ZigBee的遠(yuǎn)程無線倉庫溫濕度環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 熊雙橋.西華大學(xué) 2013
本文編號:3511321
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