《物聯(lián)網(wǎng)課程設(shè)計--基于物聯(lián)網(wǎng)的遠程環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、課程設(shè)計專業(yè)綜合課程設(shè)計報告班級：通信10-2姓名：王佩學(xué)號：1006030219指導(dǎo)教師：楊春玲成績：電子與信息工程學(xué)院信息與通信工程系基于物聯(lián)網(wǎng)的遠程環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計摘要針對當前監(jiān)控系統(tǒng)在室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控中存在的弊端,為實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測的自動化和實時性,設(shè)計了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)遠程監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合運用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、GPRS無線通信技術(shù)。重點介紹了監(jiān)控中心和終端節(jié)點的設(shè)計思路和軟硬件實施方案。實驗表明:該系統(tǒng)成本低、功耗小,使用簡單,工作穩(wěn)定,測量精度較高,具有較高的實用價值。關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);室內(nèi)環(huán)境遠程監(jiān)測;無線傳感網(wǎng)絡(luò);通用分組無

2、線業(yè)務(wù)7目錄摘要11.1引言11.2總體結(jié)構(gòu)與工作原理1第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計22.1終端節(jié)點的硬件設(shè)計32.2監(jiān)控中心硬件設(shè)計4第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計53.1終端節(jié)點軟件設(shè)計53.2監(jiān)控中心軟件設(shè)計63.3GPRS模塊軟件設(shè)計6第四章系統(tǒng)測試7第五章結(jié)論7參考文獻87第一章緒論1.1引言物聯(lián)網(wǎng)是新一代的信息技術(shù),是物與物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò),英文名是“TheInternetofthings”。通過各種信息傳感設(shè)備,實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程,采集各種需要的信息,與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人,所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接,方便識別、管理和控制。GSM是全

3、球移動通信系統(tǒng),技術(shù)成熟,資費低,已廣泛應(yīng)用。我國經(jīng)濟的高速發(fā)展導(dǎo)致了一系列問題,自然環(huán)境急劇惡化,礦山爆炸,森林火災(zāi)等事故不斷，家庭失火、煤氣中毒更是是現(xiàn)實生活中經(jīng)常出現(xiàn)的家庭災(zāi)害,隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,各種原料制成建筑裝飾材料已走入家庭,造成室內(nèi)空氣污染,公認具有代表性的化學(xué)物質(zhì)是甲醛,甲醛是現(xiàn)在被各界普遍認為是室內(nèi)第一殺手,如果甲醛含量超標對人體傷害甚為嚴重,這些都嚴重威脅人民的生命和財產(chǎn)安全,造成巨大的經(jīng)濟損失和人員安全。于是,這加強了對智能、實時、高效的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的需求。目前,室內(nèi)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)多數(shù)為有線方式,這種方式需要大量布線,影響室內(nèi)美觀,而且

4、對系統(tǒng)的維護和管理也很不方便,一個節(jié)點出現(xiàn)問題時,會影響其他節(jié)點的工作。現(xiàn)在應(yīng)用比較普遍的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要針對戶外環(huán)境惡劣、條件復(fù)雜的區(qū)域,這些系統(tǒng)需要考慮數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)及數(shù)據(jù)管理等關(guān)鍵問題。然而,對于特定的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測,這些系統(tǒng)則顯得過于復(fù)雜和實用性低。本文利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和無線通信技術(shù),設(shè)計了一種室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),克服了傳統(tǒng)方式的局域性和區(qū)域性,具有移動性強、簡單、可靠、經(jīng)濟等優(yōu)點。1.2總體結(jié)構(gòu)與工作原理基于物聯(lián)網(wǎng)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括監(jiān)控中心、路由節(jié)點和終端節(jié)點三層體系結(jié)構(gòu),系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。監(jiān)控中心與終端節(jié)點之間通過層次型設(shè)計構(gòu)建信息傳輸網(wǎng)

5、絡(luò)。終端節(jié)點將實時采集的室內(nèi)信息通過層次性網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。路由節(jié)點是整個監(jiān)測系統(tǒng)中局部監(jiān)測群體的核心節(jié)點,負責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)通信和維護網(wǎng)內(nèi)路徑;終端節(jié)點是帶有傳感器的子節(jié)點,負責(zé)對室內(nèi)環(huán)境參數(shù)(7煤氣、甲醛、煙霧、溫度等)的實時監(jiān)測,把監(jiān)測的數(shù)據(jù)采用無線方式經(jīng)路由節(jié)點傳給監(jiān)控中心;監(jiān)控中心顯示、存儲終端節(jié)點的信息,如果有危險情況發(fā)生,蜂鳴器會發(fā)出報警聲,并通過通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)模塊以短信的形式把報警信息發(fā)送到住宅主人手機中。實現(xiàn)住宅主人對室內(nèi)環(huán)境情況的遠程監(jiān)測功能。圖1-1系統(tǒng)框架第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計在節(jié)點的設(shè)計過程中,考慮到低功耗的要求,硬件方面處理核心決定選擇低功耗片上系

6、統(tǒng)芯片CC2530。CC2530是符合ZigBee標準的2.4GHz片上系統(tǒng)(systemonchip,SoC),適用于各種ZigBee和ZigBeePRO的無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,包括協(xié)調(diào)器、路由器和終端節(jié)點。CC2530在CC2430的基礎(chǔ)上,根據(jù)CC2430實際應(yīng)用存在的問題進行一些改進。CC2530是集IEEE802.15.4,ZigBee和RF4CE應(yīng)用的一個真正的片上系統(tǒng)(SoC)解決方案。它能夠以非常低的總材料成本建立強大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。而且CC2530具有不同的運行模式,當無信號時,可以進入睡眠狀態(tài);當有信號時,可以快速轉(zhuǎn)換到工作模式,使得它尤其適用于超低功耗要求的系統(tǒng)。

7、CC2530加大了緩存,最大存儲容量可達256kbyte,使用時不用再為存儲容量小而對代碼進行限制;CC2530的通信距離可達400m,不再需要像CC24307那樣外加功放擴展傳輸距離。代碼從CC2430移植到CC2530只需少量修改,并且CC2530支持最新的2007/PRO(Professional)協(xié)議棧,且價格較便宜。2.1終端節(jié)點的硬件設(shè)計終端節(jié)點作為系統(tǒng)最底層的設(shè)備,起著至關(guān)重要的作用。終端節(jié)點是帶傳感器的網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點,以CC2530作為核心。信息終端節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。