本文關鍵詞：基于無線傳感器網(wǎng)絡的實驗室設備運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著高等教育改革的不斷深化,國家對高校實驗室建設的財政支出持續(xù)加大,實驗室和實驗設備數(shù)量越來越多。怎樣對這些實驗設備進行規(guī)范化、科學化和信息化的監(jiān)測與管理也就變得十分重要。本文根據(jù)現(xiàn)有實驗室設備的具體情況,設計并實現(xiàn)了一套基于無線傳感器網(wǎng)絡的實驗室設備運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)了管理人員對實驗室設備運行狀態(tài)的遠程實時監(jiān)測。整個監(jiān)測系統(tǒng)通過構建ZigBee網(wǎng)絡的星形拓撲結構實現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡的組建。系統(tǒng)由傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點和管理節(jié)點組成。其中傳感器節(jié)點部署在監(jiān)測區(qū)域,以CC2530作為控制芯片,采用電流互感器和峰值檢測電路獲取流經(jīng)實驗室設備的電流峰值,通過電流峰值與閾值進行比較,判斷出實驗室設備的運行狀態(tài),并與當前時間連同設備信息通過ZigBee無線網(wǎng)絡發(fā)送至匯聚節(jié)點;匯聚節(jié)點由ZigBee模塊和嵌入式開發(fā)板組成,其中ZigBee模塊用來匯集傳感器節(jié)點發(fā)送來的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給嵌入式開發(fā)板,嵌入式開發(fā)板接收到數(shù)據(jù)后,采用TCP協(xié)議將數(shù)據(jù)通過校園網(wǎng)上傳至管理節(jié)點,實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡和以太網(wǎng)的連接;管理節(jié)點由服務器模塊和監(jiān)測平臺組成,其中服務器端程序采用Java語言編寫,用來接收并保存來自匯聚節(jié)點的數(shù)據(jù),監(jiān)測平臺采用Java Web技術開發(fā)了實驗室設備運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),利用JDBC技術從服務器模塊的數(shù)據(jù)庫中獲取設備的運行狀態(tài),實現(xiàn)了實驗室管理人員對實驗室設備運行狀態(tài)的遠程監(jiān)測。本文首先對系統(tǒng)進行了需求分析,并根據(jù)分析結果提出了一個基于無線傳感器網(wǎng)絡的實驗室設備運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設計方案,然后對系統(tǒng)的硬件部分進行了設計與實現(xiàn),并在此基礎上完成了系統(tǒng)的軟件開發(fā)。通過軟硬件的結合,實現(xiàn)了設備運行狀態(tài)的遠程監(jiān)測,有效地提高實驗室設備的管理水平。經(jīng)過聯(lián)機測試,系統(tǒng)運行正常,實現(xiàn)了預先設計的功能,具有較高的應用價值。
【關鍵詞】：設備監(jiān)測 無線傳感器網(wǎng)絡 ZigBee CC2530 Java Web
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP274;TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容和結構12-15
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容12-14
• 1.3.2 論文結構安排14-15
• 第二章 系統(tǒng)總體設計方案15-22
• 2.1 系統(tǒng)設計需求分析15-16
• 2.2 無線網(wǎng)絡的選擇16-19
• 2.3 系統(tǒng)總體設計方案19-20
• 2.4 子節(jié)點詳解20-22
• 2.4.1 傳感器節(jié)點20
• 2.4.2 匯聚節(jié)點20-21
• 2.4.3 管理節(jié)點21-22
• 第三章 節(jié)點硬件的設計與實現(xiàn)22-33
• 3.1 傳感器節(jié)點硬件的設計與實現(xiàn)22-29
• 3.1.1 節(jié)點硬件組成22-23
• 3.1.2 主芯片選型23-24
• 3.1.3 電流互感器24-25
• 3.1.4 峰值檢測電路設計25-26
• 3.1.5 時鐘電路設計26-27
• 3.1.6 顯示電路設計27
• 3.1.7 電源電路設計27-29
• 3.2 匯聚節(jié)點硬件的設計與實現(xiàn)29-33
• 3.2.1 節(jié)點硬件組成29-30
• 3.2.2 嵌入式系統(tǒng)硬件開發(fā)平臺30-31
• 3.2.3 微控制器芯片S3C641031
• 3.2.4 DM9000AE網(wǎng)絡芯片31-33
• 第四章 系統(tǒng)軟件的設計與實現(xiàn)33-57
• 4.1 ZigBee無線網(wǎng)絡的建立33-37
• 4.2 傳感器節(jié)點軟件的設計與實現(xiàn)37-42
• 4.2.1 IAR集成開發(fā)環(huán)境簡介37-39
• 4.2.2 軟件設計總體框架39-40
• 4.2.3 數(shù)據(jù)的采集與發(fā)送40-42
• 4.3 匯聚節(jié)點軟件的設計與實現(xiàn)42-48
• 4.3.1 軟件設計總體框架43
• 4.3.2 交叉編譯環(huán)境簡介43
• 4.3.3 數(shù)據(jù)的接收43-44
• 4.3.4 嵌入式Linux下協(xié)議轉換的設計與實現(xiàn)44-48
• 4.4 管理節(jié)點的設計與實現(xiàn)48-55
• 4.4.1 Eclipse開發(fā)環(huán)境簡介48
• 4.4.2 Java Web開發(fā)關鍵技術48-49
• 4.4.3 服務器端的設計與實現(xiàn)49-50
• 4.4.4 監(jiān)測平臺的總體結構50-51
• 4.4.5 監(jiān)測平臺的工作流程51-52
• 4.4.6 監(jiān)控平臺的功能及界面52-54
• 4.4.7 數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn)54-55
• 4.5 通信協(xié)議的設計與實現(xiàn)55-57
• 第五章 系統(tǒng)測試57-67
• 5.1 ZigBee程序下載57-58
• 5.2 ZigBee組網(wǎng)測試58
• 5.3 數(shù)據(jù)采集與發(fā)送測試58-62
• 5.4 嵌入式網(wǎng)關測試62-64
• 5.5 服務器測試64-65
• 5.6 監(jiān)測平臺測試65-67
• 總結與展望67-69
• 總結67
• 展望67-69
• 參考文獻69-72
• 致謝72

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 黃雙華;趙志宏;郭志;譚浩;;Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡路由研究與實現(xiàn)[J];電子測量技術;2007年02期

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3 錢建波;楊安康;謝娜;熊宏齊;;物理實驗室中遠程電源監(jiān)控系統(tǒng)的設計與開發(fā)[J];實驗室研究與探索;2008年01期

4 傅民倉;馮立杰;李文波;;短距離無線網(wǎng)絡通信技術及其應用[J];現(xiàn)代電子技術;2006年11期

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2 許一萍;Zigbee技術在無線傳感器網(wǎng)絡中的應用研究[D];復旦大學;2008年

  本文關鍵詞：基于無線傳感器網(wǎng)絡的實驗室設備運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：470229