低功耗实验室图像监控系统
实验室综合监控系统解决方案
实验室综合监控系统解决方案
实验室是教学、科研的重要场所，其运行环境、供电情况、安全因素需要得到全面的监管，才能保证实验过程的安全、稳定，实验结果的准确无误。
那应该如何让实验室得到实时监控、异常报警？一套自动化、智能化的实验室综合监控系统解决方案就可以。
一、实验室安装动环监控的原因
1、实验过程中，需要恒温、恒湿的环境，而因为某些因素，会导致环境变化，因此需实时监控温湿度，进行及时调整，保证环境稳定。
2、很多实验室采用手抄记录温湿度信息的方式，往往在管理和运行上疏漏较大，并没有监测系统可靠。
3、无人在现场，倘若突然出现异常情况，比如：火灾、爆炸等状况，工作人员就不能及早知晓、及时处理，导致巨大损失。
4、实验室需要规范化的进出入管理，防止闲杂人员进出，从而避免重要设备、实验数据被人窃取。
二、迈世的实验室综合监控系统解决方案介绍
1、监控对象：市电、温湿度、烟雾、红外、视频、门禁、甲烷、氢气等（可依照实验室类型、项目需求进行增减）。
2、报警方式：短信消息、本地语音、声光警报、电话拨号、微信推送、手机app等。
3、应用场景：动物学实验室、植物学实验室、微生物实验室、电学实验室、热学实验室、力学实验室、光学实验室、综合物理实验室、理化实验室、化学实
验室、医学实验室、食品实验室、病毒实验室等。
实现一套实验室综合监控系统解决方案，让环境稳定，确保实验结果的精确度，让电力稳定，保证仪器设备能正常运转，安全系数提高，避免盗窃事件的发生，让供电、环境、安全都得到实时的保障！对于科研工作的好处非常大。
智能实验室管理系统的设计——智能电源控制系统的设计
智能实验室管理系统的设计——智能电源控制系统的设计智能实验室管理系统的设计--智能电源控制系统的设计摘要紧跟人才市场的需求，各大高校日益注重实践教学，培养创新型、实用型人才。
其中，实验室作为培养学生动手能力的场所，在教学过程中扮演着重要的角色。
为了更高效率地配合教学，摆脱传统实验室繁琐混乱的管理模式，本文将从实验室的电源改造开始，进行实验室智能电源控制系统的设计。
本次设计选择STM32系列单片机为主控制器。
以机智云为云服务平台，手机APP为客户端，基于WIFI模块与云服务平台进行通信，构建物联网。
实现实验室各个电源开关的远程控制。
运用RFID技术，配合校园卡，只有刷卡验证通过，给设备上电的插座才能通电。
实现刷卡取电和记录使用者的信息。
关键词：STM32； WIFI模块；远程控制；RFID技术；Design of Intelligent Laboratory Management System--Design of Intelligent Power Supply Control SystemAbstractKeeping up with the demands of the talent market, major universities are increasingly focusing on practical teaching, to train innovative, practical talents. Among them, the laboratory as a place to train students hands-on ability, as an important role in the teaching process. In order to cooperate with teaching more efficiently and get rid of the tedious and chaotic management mode of the traditional laboratory, this paper will start with the power supply transformation of the laboratory and design the laboratory intelligent power supply control system.This design chooses the STM32 series single chip microcomputer as the main controller. With Gizwits as the cloud service platform, and the mobile APP as the client,communication with cloud service platform based on WIFI module , build the Internet of Things. Realize the remote control of each power switch in the laboratory. Using the RFID technology and thecampus card, the socket that powers on the device can only be powered if the card is verified. Realize swiping card to get electricity and record user information.Keywords: STM32; WIFI module; remote control; RFID technology;目录第一章绪论 (1)1.1 研究的背景及意义 (1)1.2 国内外发展现状 (1)1.3 本设计研究内容和主要工作 (2)第二章相关技术与设计方案 (2)2.1 技术分析 (2)2.1.1 WIFI通信技术 (2)2.1.2 云平台 (3)2.1.3 RFID无线射频识别技术 (4)2.2 总体设计方案 (4)第三章智能电源控制系统的硬件设计 (6)3.1 主控部分 (6)3.2 模块部分 (8)3.2.1 ESP8266-01S (8)3.2.2 RFID—RC522 (10)3.2.3 光耦继电器 (12)3.2.4 电压转换模块 (13)3.3 硬件电路图 (14)第四章智能电源控制系统的软件系统设计 (14)4.1 机智云平台 (15)4.2 机智云开发流程 (15)4.3 程序移植 (18)4.3.1 使用STM32CubeMX软件辅助生成驱动文件 (18)4.3.2 用KEIL 5软件完善程序 (20)4.4 WIFI模块烧录机智云固件 (24)4.5 RFID-RC522模块的功能设计 (27)4.6 本章小结 (28)第五章系统调试 (28)5.1 模块调试 (28)5.1.1 调试WIFI模块 (28)5.1.2 调试RFID模块 (30)5.2 完整的硬件调试 (31)5.3 调试总结 (32)第六章结论 (33)第七章展望 (33)参考文献 (35)谢辞 (36)附录 (37)第一章绪论1.1 研究的背景及意义随着国内经济和科技的发展速度不断加快，社会需要各个领域的人才不断地融入市场。
低功耗摄像机方案
低功耗摄像机方案引言随着科技的进步和智能设备的广泛应用，摄像机作为一种重要的监控设备也逐渐普及。
然而，现有的摄像机方案存在功耗高、续航时间短等问题。
本文将介绍一种低功耗摄像机方案，以满足用户对长时间监控的需求。
1. 方案概述低功耗摄像机方案通过优化硬件设计、节能算法和功耗管理策略，实现了较低的功耗和较长的续航时间。
本节将分别介绍该方案的硬件设计、节能算法和功耗管理策略。
1.1 硬件设计在硬件设计方面，低功耗摄像机方案采用了高能效的处理器和传感器，并对摄像机的各个组件进行了功耗优化。
此外，该方案还使用了节能型的存储器和通信模块，进一步减少了功耗。
1.2 节能算法低功耗摄像机方案中的节能算法主要通过优化视频编码算法和图像处理算法来减少功耗。
通过降低编码复杂度和优化压缩算法，可以减少处理器的运算量和功耗。
同时，对图像处理算法进行优化，可以节省图像处理器的功耗。
1.3 功耗管理策略为了进一步降低功耗，低功耗摄像机方案采用了多种功耗管理策略。
例如，当摄像机处于空闲状态时，可以自动降低处理器和传感器的频率，以减少功耗。
此外，还可以通过智能休眠功能，在没有监测到运动或声音时自动进入低功耗模式。
2. 实施方案本节将介绍如何进行低功耗摄像机方案的实施。
主要包括硬件选型、软件开发和功耗测试等内容。
2.1 硬件选型在硬件选型方面，需要选择高能效的处理器、摄像头传感器和存储器等组件。
同时，还需要考虑电池容量和充电模块的选取，以满足设备长时间工作的需求。
2.2 软件开发软件开发是低功耗摄像机方案实施的关键步骤。
需要开发优化的视频编码算法、图像处理算法和功耗管理策略等软件功能。
同时，还需要编写控制逻辑和界面等代码，实现用户操作和数据展示的功能。
2.3 功耗测试在实施低功耗摄像机方案后，需要进行功耗测试以验证方案的效果。
测试过程中，可以使用功耗计对摄像机在不同工作状态下的功耗进行监测和分析，以评估方案的节能效果。
3. 结论低功耗摄像机方案通过优化硬件设计、节能算法和功耗管理策略，实现了较低的功耗和较长的续航时间。
基于嵌入式单片机的实训室智能监控系统设计、仿真与实现
基于嵌入式单片机的实训室智能监控系统设计、仿真与实现目录1. 内容概述 (2)1.1 背景介绍 (3)1.2 研究目的和意义 (3)1.3 论文组织结构 (4)2. 嵌入式单片机技术概述 (5)2.1 嵌入式系统定义 (7)2.2 单片机技术介绍 (7)2.3 嵌入式单片机应用现状与发展趋势 (9)3. 实训室智能监控系统需求分析 (11)3.1 实训室管理现状 (12)3.2 智能监控系统功能需求 (13)3.3 系统设计原则与目标 (15)4. 智能监控系统设计 (15)4.1 系统架构设计 (18)4.2 硬件设计 (19)4.2.1 主要硬件设备选型 (21)4.2.2 硬件电路设计与实现 (23)4.3 软件设计 (24)4.3.1 软件开发环境搭建 (25)4.3.2 软件功能模块划分 (27)4.3.3 软件算法选择与优化 (29)5. 系统仿真与实现 (30)5.1 仿真工具选择与应用 (31)5.2 系统仿真流程 (32)5.3 仿真结果分析 (33)6. 系统测试与性能评估 (34)6.1 测试环境搭建 (36)6.2 系统功能测试 (37)6.3 系统性能测试 (39)6.4 测试结果分析与性能评估 (40)7. 系统应用与效果分析 (41)7.1 系统在实际中的应用情况 (42)7.2 应用效果分析 (43)7.3 存在问题及改进措施 (45)8. 结论与展望 (46)8.1 研究成果总结 (47)8.2 研究不足之处与展望 (48)1. 内容概述本系统旨在设计、仿真并实现基于嵌入式单片机的实训室智能监控系统。
该系统以嵌入式单片机为核心，整合了传感器、网络通信和用户界面等技术，能够实现实训室的实时监测、状态感知和远程控制。
系统架构设计：介绍系统整体框架，包括硬件平台、软件架构、传感器节点、通信模块以及用户界面等组成部分。
硬件电路设计：详细描述嵌入式单片机电路板设计，并说明传感器(如温度传感器、湿度传感器、摄像头等)、网络模块以及控制输出电路的具体原理和实现细节。
实验室安防监控系统技术参数
实验室安防监控系统技术参数1项目建设背景实验室早期建设安防监控系统（标清），经过多年的使用，部分摄像头已模糊、黑屏等等，系统已破损严重。
另因实验原料的特殊性、公安部门要求对危化品进行全方位24小时严格监管，考虑目前监控系统无法满足需求：1、无法实时了解实验原料的情况（人员领取、退还），无法做到事前预防事后追查。
2、对于实验室管理员工作无法开展。
根据以上所述需建设新的监控系统。
2项目情况介绍材料学院实验室分为南北楼，一共6层，本次建设范围为各实验室室内监控（北楼1-6楼、南楼东2楼部分实验室）。
录像点位为53个点（包括预留可扩展点位），录像要求按53个点设计，监控系统存储设备按照每天24小时录像，存储时间为30天的容量设计。
2.1现场环境实验室室内顶面采用600*600矿棉板吊顶，墙面为白色乳胶漆，地面为水磨石地面，外部走廊顶面为石膏板造型顶、地面为水磨石地面。
2.2施工工艺要求1、施工单位施工时需注意人身安全。
2、实验室室内较为复杂，施工前与各实验室负责人确定施工时间、作业地点、作业范围，确保实验室安全。
3、施工工艺符合国家相关标准，综合布线时应考虑质量、安全、美观，电线，室内布线需使用绝缘PVC管进行保护，不得未采用保护管路进行施工。
4、走廊弱电桥架内需。
5、安装设备需安装牢固、美观。
6、线缆应编号完整清晰。
3商务要求本项目交货地点：南京邮电大学（仙林校区）材料院实验室；交货时间：根据甲方要求确认。
培训：根据甲方要求确认。
4设备清单备注：以上所有技术要求签订合同前需要提供官方证明（原厂彩页、原厂技术白皮书、原厂盖章技术响应表或官网资料及资料链接）备查.5设备图纸及点位图5.1监控点位合计5.2综合布线系统图（可根据现场实际情况调整）5.3项目点位图（仅供参考，以实际需求点位为准）。
电池供电超低功耗RTU-DTU
低功耗RTU远程测控终端（RTU），是应用现代数据采集及自动控制技术、GPRS/CDMA 通信技术、计算机应用技术、Internet互联网技术，实现远程设备工况监测、控制于一体的监控终端。
该RTU自带电池供电，适用于在燃气管道井、热力、供水、水利监测等各种恶劣工作环境。
1.主要性能：工作电压：3.6～24V DC，可充电锂电池，可根据需要选择太阳能充电。
工作功耗：≤1W。
发射功耗：≤3W。
待机功耗：≤1mW。
电池一次充电可连续工作1年（每15分钟采集一次，24小时上报一次）。
工作温度：–40℃～+85℃。
实时时钟：自带电池>5年（每天误差不超过1秒），系统工作时可校时。
工作湿度：0％～99％，整机重量：0.3KG。
防护等级：IP67，可插拔式航空插座。
防爆等级：Exd IIB T4，符合《GB3836.1-2010爆炸性环境》、《GB3836.2-2010爆炸性环境保护的设备》要求。
电磁兼容：符合GB/T18268.1-2010测量、控制和实验室用的电设备_电磁兼容性要求；2.硬件接口接口类型接口数量接口说明4G/GPRS1上行通道，休眠时关电RS4851RS2321（可选）AI2DI4可支持DI唤醒DO2继电器输出（可选）24V输出1可控电源输出，供AI电源RJ451以太网口（可选）Zigbee1可根据需要选择安装（可选）3.外形尺寸BH系列远程测控终端外形尺寸为：219（W）*284(L)*94(H)mm，如下图所示：4.售后服务本产品在用户完全遵守说明规定要求、使用方法正确、无人为损坏的条件下，保修期为一年。
实验室网络数字视频监控系统设计方案
实验室网络数字视频监控系统设计方案北京同立在线系统集成有限公司一、总体设计思路设计原则结合各地用户的实际需求和我公司多年来在信息系统集成方面的经验，在设计思路上遵循以下原则：以可扩展性为设计基础随着技术的发展，各个智能系统都会面临设备数量增加和技术升级的局面。
因而在初期的设计中，应尽量选择最有发展潜力的技术和扩展性好的设备，以满足人们不断提高的实验室安全管理的要求。
以安全性为设计的核心安全性设计必须放在智能化系统的核心地位，只有在安全的前提下才能谈到其他各个方面。
公共实验室的视频监控除了符合普通公共场所视频监控的要求外，还要考虑防爆、防雾等特殊要求。
方便应用为智能化设计的主导思想本着科技以人为本的精神，系统应最大限度的服务于使用者和管理者，因此系统的稳定性和方便性必须贯穿于智能化系统设计的始终。
以先进性为设计标准系统应充分遵循现有的国际通行设计规范。
在设计和实施时，最大限度地利用当今先进、成熟、具有发展前途的计算机技术、通信技术、自动化技术。
采用具有良好开放性的技术，采用国际标准或事实上的国际标准，从而保证系统能够随科技的发展而平滑升级。
以经济性为目标任何先进的技术和产品都必须以服务大众为基础，先进但不能贵族化，要考虑系统投资的渐进性、合理性、重要性。
三者缺一不可。
综合性价比高，是我们也要考虑的。
二、设计依据和标准在总体结构上，根据行政划分，至少设置一个中央控制室，所有实验室的视频图像都上传到这里，方便管理者对实验室的整个情况统筹管理。
发现问题可及时制止和报警，尽量避免人身伤害和设备的损坏。
为了更好监看整个实验室的情况，可按照全方位无死角部位进行设计。
在个别实验室，根据其特殊性，采用静态摄像机通观全局，动态摄像机查看细节，通对过云台和镜头控制查看放大某个部位。
通过数字硬盘录像机作记录，以便发生事故后备查。
设计依据包括：1 / 9（）根据用户方要求（）有关规范和标准：《民用闭路监视电视系统工程技术规范》《安全防范系统通用图形符号》《安全防范工程程序和要求》《安全防范工程程序与要求》]《安全防范工程费用概预算编制方法》三、网络数字视频监控系统组成及性能指标视屏监控系统按功能可分为三部分：前端摄像设备、信号传输、信号处理。
实验室智能化监控系统工程施工方案
实验室智能化监控系统工程施工方案一、引言随着科技的发展，实验室的智能化程度越来越高，传统的人工监控已经无法满足实验室的需要。
因此，实验室智能化监控系统的设计与施工变得非常重要。
本文将从系统需求、系统设计、系统建设、系统测试等方面，详细介绍实验室智能化监控系统的工程施工方案。
二、系统需求1.实验室安全：确保实验室内的设备和人员安全，及时发现和报警不安全因素。
2.实验室环境监测：监测实验室的温度、湿度、气体浓度等环境指标，确保实验过程的稳定性。
3.实验设备监测：监测实验设备的状态和工作情况，确保设备的正常运行。
4.数据采集与存储：及时采集和存储实验数据，方便后续的分析和查询。
5.远程监控与管理：可以通过网络远程监控和管理实验室，方便管理人员实时了解实验情况。
三、系统设计1.硬件设计1）安全监控系统：包括视频监控摄像头、门禁系统、消防报警系统等，用于监控实验室的安全。
2）环境监测模块：包括温湿度传感器、气体浓度传感器等，用于监测实验室的环境指标。
3）设备监测模块：包括设备状态监测传感器、电力参数监测传感器等，用于监测实验设备的状态。
4）数据采集与存储模块：包括数据采集器、数据库等，用于采集和存储实验数据。
5）远程监控与管理模块：包括服务器、网络设备等，用于实现远程监控和管理功能。
2.软件设计1）安全监控软件：用于实时监控视频、门禁、消防等安全设备，并实现报警功能。
2）环境监测软件：用于监测实验室的温度、湿度、气体浓度等环境指标，并实现实时数据显示和报警功能。
3）设备监测软件：用于监测实验设备的状态和工作情况，并实现实时数据显示和报警功能。
4）数据采集与存储软件：用于实时采集实验数据，并存储到数据库中，方便后续的分析和查询。
5）远程监控与管理软件：用于通过网络远程监控和管理实验室，实现实时监控、数据查询和设备控制等功能。
四、系统建设1.硬件建设1）安全监控系统：安装视频监控摄像头、门禁系统、消防报警系统等设备。
基于STM32的实验室环境监测系统设计
基于STM32的实验室环境监测系统设计一、引言实验室环境监测是现代科研工作中至关重要的一部分，保持良好的实验室环境有助于提高实验结果的准确性和可重复性。
针对这一需求，本文设计了一个基于STM32的实验室环境监测系统，旨在实时监测和记录实验室的温度、湿度、光照强度等关键参数，以提供及时的环境数据供科研人员参考。
二、系统硬件设计1. 硬件选型在设计实验室环境监测系统时，我们选择了STM32系列单片机作为主控芯片。
STM32具有低功耗、高性能、丰富的外设接口等特点，非常适合实验室环境监测的需求。
同时，为了获取环境参数，我们选用了温湿度传感器、光照传感器等模块，并通过I2C或SPI接口与STM32进行通信。
2. 硬件连接将选购的传感器模块按照其规格书中给出的引脚定义进行连接，可以通过焊接或者插座的方式进行。
为了简化设计，我们可以将多个传感器模块共用一个总线，通过地址寻址的方式与STM32通信。
三、系统软件设计1. 系统架构实验室环境监测系统的软件设计采用了分层的架构，主要分为底层驱动层、数据处理层和界面显示层。
底层驱动层负责与传感器模块进行通信，获取环境参数数据；数据处理层负责对采集到的数据进行处理和计算，并存储到内存或者外部存储器中；界面显示层负责将处理后的数据以人性化的方式显示给用户。
2. 程序流程在系统软件设计中，我们需要编写一段代码来实现实验室环境监测系统的功能。
首先，我们需要初始化硬件引脚和相关外设，建立与传感器的通信接口。
然后，通过循环读取传感器的数据，并进行相应的处理和计算。
最后，将处理后的数据显示在液晶屏上或者通过串口传输给上位机进行进一步分析和处理。
四、系统功能实现1. 温度监测功能通过温度传感器监测实验室的温度变化，并将数据实时显示在液晶屏上。
用户可以根据温度数据来调节实验室的空调设备，以保持适宜的温度环境。
2. 湿度监测功能使用湿度传感器监测实验室的湿度变化，并将数据实时显示在液晶屏上。
实验室的监控方案
实验室的监控方案摘要实验室是科研工作的重要场所，为了确保实验室内的安全与顺利进行，必须设置适当的监控方案。
本文介绍了一种基于视频监控和智能分析技术的实验室监控方案。
该方案通过安装摄像头并搭建监控系统，可以实时监测实验室内的情况，包括人员活动、仪器设备运行状态等，并通过智能分析技术实现异常行为的实时识别与预警。
该方案的实施可以提高实验室的安全性和工作效率。
1. 引言实验室是进行科学研究和教学的重要场所，实验室内通常存在较高的安全风险。
为了确保实验室内的安全，预防和及时处理相关风险事件，需要采用适当的监控方案。
传统的实验室监控方案通常依靠人工巡视和手工记录，效率低下且易发生疏漏。
随着信息技术的发展和应用，视频监控和智能分析技术被广泛应用于实验室监控领域，通过实时监测和智能分析手段提升实验室的安全性和工作效率。
2. 方案概述本方案通过安装摄像头和搭建监控系统，实现对实验室内情况的实时监测和智能分析。
具体包括以下几个环节：1.摄像头的布设：根据实验室的布局和需要监控的区域，选择合适的摄像头类型和数量，并进行合理的布设。
2.监控系统的搭建：选择一种可靠的监控系统，并根据实验室的实际需求进行定制化配置，确保监控系统的稳定运行。
3.视频数据的存储和备份：监控系统应具备足够的存储空间，能够保存一定时间范围内的视频数据，并定期进行备份。
4.智能分析技术的应用：通过引入智能分析算法，对实验室内的视频数据进行实时分析，实现对异常行为的识别与预警。
3. 摄像头的布设在实验室内适当布设摄像头可以全面监控实验室的情况，包括人员活动、仪器设备运行状态等。
摄像头的布设应考虑以下几个因素：•视角选择：根据实验室的布局和需要监控的区域，选择摄像头的视角，确保能够全面覆盖监控范围。
•安装位置：摄像头应安装在安全可靠的位置，避免被人为损坏或者误操作。
同时，还需要注意避免盲区，防止存在无法监控到的死角。
•摄像头类型：根据实验室内的实际需求，选择合适的摄像头类型，包括固定摄像头、云台摄像头等。
《基于工业物联网的实验室设备监控系统的设计和实现》范文
《基于工业物联网的实验室设备监控系统的设计和实现》篇一一、引言随着科技的快速发展，工业物联网（Industrial Internet of Things，IIoT）技术在实验室设备监控领域的应用越来越广泛。
基于工业物联网的实验室设备监控系统，不仅可以实时监控设备的运行状态，提高设备的使用效率，还可以通过数据分析预测设备的维护需求，降低设备故障率。
本文将详细介绍基于工业物联网的实验室设备监控系统的设计和实现过程。
二、系统设计1. 系统架构设计本系统采用分层设计的思想，将整个系统分为感知层、网络层和应用层。
感知层负责采集设备的运行数据；网络层负责将数据传输到应用层；应用层负责处理数据，提供用户界面和数据分析功能。
2. 硬件设计硬件部分主要包括传感器、网关和设备终端。
传感器负责采集设备的运行数据，如温度、湿度、压力等；网关负责将传感器数据传输到云端服务器；设备终端负责控制设备的开关和参数设置。
3. 软件设计软件部分主要包括数据采集、数据处理、数据分析、用户界面等模块。
数据采集模块负责从传感器中获取数据；数据处理模块负责对数据进行清洗和预处理；数据分析模块负责对数据进行深入分析，提供预测和维护建议；用户界面模块提供友好的用户操作界面。
三、系统实现1. 数据采集通过在实验室设备上安装传感器，实时采集设备的运行数据。
传感器采用无线传输方式，将数据传输到网关。
2. 数据传输网关将收集到的数据通过工业物联网网络传输到云端服务器。
采用MQTT等轻量级的通信协议，保证数据的实时传输和低功耗。
3. 数据处理与分析云端服务器对接收到的数据进行处理和分析。
首先，对数据进行清洗和预处理，去除无效和错误的数据；然后，通过机器学习和人工智能算法对数据进行分析，预测设备的维护需求和故障概率；最后，将分析结果以图表和报告的形式展示给用户。
4. 用户界面与交互系统提供友好的用户界面，用户可以通过手机、电脑等设备访问系统，实时查看设备的运行状态、历史数据和分析结果。
监控系统的能源消耗与环境影响分析
监控系统的能源消耗与环境影响分析随着科技的不断发展，监控系统在各个领域得到了广泛应用，如安防监控、交通监控、环境监测等。
然而，监控系统的运行需要消耗大量的能源，同时也会对环境造成一定的影响。
本文将对监控系统的能源消耗与环境影响进行分析，并提出相应的解决方案。
一、监控系统的能源消耗分析1. 监控设备的能耗监控系统中的摄像头、录像机、显示器等设备都需要消耗电能。
根据统计数据，一个普通的监控摄像头每天的能耗约为10瓦，一个录像机每天的能耗约为20瓦，一个显示器每天的能耗约为30瓦。
如果监控系统中设备数量众多，能源消耗将会非常庞大。
2. 监控设备的待机功耗监控系统中的设备通常需要24小时不间断运行，但并不是所有设备都在全天候工作。
在设备待机状态下，仍然会有一定的能耗。
根据统计数据，一个普通的监控摄像头在待机状态下的功耗约为5瓦，一个录像机在待机状态下的功耗约为10瓦，一个显示器在待机状态下的功耗约为15瓦。
虽然单个设备的待机功耗较低，但如果设备数量众多，待机功耗也会成为一个不可忽视的能源消耗来源。
3. 监控设备的冷却需求监控设备在运行过程中会产生一定的热量，需要通过冷却系统进行散热。
冷却系统通常采用空调或风扇等设备，这些设备同样需要消耗能源。
根据统计数据，一个普通的监控系统的冷却设备每天的能耗约为50瓦。
如果监控系统规模较大，冷却设备的能源消耗将会更加可观。
二、监控系统的环境影响分析1. 温室气体排放监控系统的能源消耗主要依赖于电力，而电力的生产过程中会产生大量的温室气体，如二氧化碳、二氧化硫等。
这些温室气体的排放会导致全球气候变暖，加剧气候变化的问题。
2. 资源消耗监控系统的运行需要消耗大量的能源资源，如煤炭、石油等。
这些能源资源的开采和利用会对环境造成一定的破坏，如土地破坏、水源污染等。
3. 电子废弃物监控系统中的设备通常具有一定的使用寿命，一旦设备报废，就会产生大量的电子废弃物。
这些电子废弃物中含有有害物质，如重金属、有机溶剂等，对环境和人类健康造成潜在威胁。
基于LoRa的实验室设备实时状态监控系统设计
基于LoRa的实验室设备实时状态监控系统设计杜坤; 刘思江【期刊名称】《《现代电子技术》》【年(卷),期】2019(042)024【总页数】4页(P46-49)【关键词】监控系统; 实时状态; 实验室设备; LoRa; 延时分析; 系统测试【作者】杜坤; 刘思江【作者单位】南京邮电大学教育科学与技术学院江苏南京 210023【正文语种】中文【中图分类】TN948.64-34随着通信技术的快速发展，使用物联网技术来解决实验室的安全问题成为可能。
目前，实验室安全问题的解决方案一般是对通过安装摄像头进行监控，但这样只是对实验室的当前环境信息做一个传递，并未对所采集到的图像信息进行筛选和处理，仅能作为事故分析的参考，不能提前做出预警工作，效率低且实时性差。
此外，文献[1]提出基于RS 485 总线的监控系统，但由于其需要对实验室设备重新布局布线，会消耗大量的时间与精力；文献[2]提出基于ZigBee 无线通信技术的实验室设备实时状态监控系统，但应用于距离较远、分布零散的实验室时效果并不理想。
本文采用LoRa 技术实现实验室设备实时状态监控系统的设计，并结合LoRa 技术在长距离通信领域的优势[3]，在LoRa 服务器与Web 服务器之间建立MQTT 协议链路来减小延时。
同时还采用Docker 容器技术和ADC-MAC 协议来提高运行效率，改善系统性能，并分析DTOP 与DSAB 机制分析系统功耗，使得系统具有更优的性能。
1 LoRa技术1.1 LoRa概述LoRa 技术是Semtech 公司开发实现的新兴技术，其不但弥补了ZigBee 技术的不足，还实现了远距离、大容量的无线通信。
LoRa 采用Chirp 扩频调制技术，实现868 MHz，915 MHz，433 MHz 三个频段的通信并能支持自适应数据速率或变速率信道[4]，使系统更具稳定性，且更适合部署大规模物联网系统。
1.2 LoRa技术特性1）低功耗LoRa 是低功耗广域网的一个分支，其采用CSS 技术降低数据传输过程中的功率消耗，具有ClassA/B/C 这3 种工作模式[5]对应不同的数据接收窗口状态，可以灵活地适用不同需求。
基于ZigBee无线传感器网络的实验室监控系统设计
应用层
ｌ
应用支持子层
Ｉ
网 络层
媒体访 问控制层
物 理 层
Ｚｇ ｅ联 盟 ｉＢ ｅ
关与较完善的现有通信网络互联， 将现场参数及警报 信 息远程 传输 至监控 中心 的 Ｐ Ｃ机 或 相关 管 理 者所 携
带 的 Ｐ Ａ（ Ｄ 个人 数 字 助理 ） 移 动 终 端 。管 理 者 可 由 等
盛希 宁， 顾济华
（ 苏州 大学物理 科 学与技 术 学院 ， 苏省 苏州市 ２５０ ） 江 １０６
摘 要 ： 讨 了 Ｚｇ ｅ 为 一种无 线 个人 区域 网络技 术的 特性 ， 出了基 于 Ｚｇ ｅ 线传 感 器 探 ｉＢ ｅ作 提 ｉ ｅ无 Ｂ
网络 的 实验 室监控 系统 的设计 。该 设 计 能 够 实现 实 时 可靠 的数 据 传 输 ， 具 有 良好 的弹 性 与 可扩 展 并
・
计算机与自动化技术 ・
电 子 工 叠 师
２０ ０ ７年 ９月
作为 源 节点 ， 不具 备 路 由功 能 ， 只能 充 当Ｚ Ｄ， 择 加 Ｅ 选
０ 引
言
组成， 如图 １ 示 。物 理 层 和 媒体 访 问控 制层 采 用 了 所
Ｉ Ｅ ０ ．５ ４标 准 。Ｚｇ ｅ Ｅ Ｅ８２ １． ｉ ｅ联 盟 提 供 了 网络 层 、 Ｂ 应
鉴 于实 验室 传统 的监控 方案 中监 测点 的有线 接人 过 程 繁琐 、 置 和维护 成本较 高 、 建 系统 可扩 展性 和移 动
维普资讯
第３ ３卷第 ９期
２０ ０ ７年 ９月
电 子 工 程 师
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩ ＥＮＧＩ Ｃ ＮＥＥＲ
Ｖ Ｉ３ ． ０ ． ３ Ｎｏ ９ Ｓｐ ０ ７ ｅ ．２ ０
基于MSP43.0的实验室环境监测系统设计
隔离 型Ｄ ｃ — Ｄ ｃ 不需要 变压器 ， 由开 关管 、电感和续 流二极 管组 成 ，电路简单 ，单片机控制容易 ，电路如 图２ 所示 ，根据太 阳能
口曩 Ｉ ＝
＇ ． ｆ ７ Ｓ Ｉ Ｌ Ｉ Ｃ ＯＮ
ＡＬＬＥＹ 辫
【 高科技产品研发 】
充 电采 用 Ｐ Ｗ Ｍ 控 制 ， 其 原 理 是 将 整 个 充 电 时 间 分 为 很 多个 小 周 期 ，在 一 个 周 期 的 部 分 时 间 内充 电 ，其 余 时 间 不充 电 ， 从 而 达 到 调 节 充 电电 压 或 电 流 的作 用 。 图５ 是Ｐ Ｗ Ｍ 控制 的一个仿真 图，共４ 路 （ Ｃ Ｐ Ｌ Ｄ 可 以根据需要设 计 任 意 多 路Ｐ Ｗ Ｍ ） 。 图５ 中 占 空 比即 充 电 时 间 占整 个 周 期 的 比 例 分别为１ ２ ／ ｌ ６ 、１ ３ ／ １ ６ 、１ ４ ／ ｌ ６ 和１ ５ ／ １ ６ ，ｙ 输出高电平表示充电， 低 电平 不 充 电 ，充 电周 期 和 占 空 比可 以根据 需要 调 节 。［ ５ ］
ＧＮＤ
图３ 集 成 温 度 传 感 器 测 温 电路
图 １ 系 统 结 构 图
２硬件 设计
本 系 统 以Ｍ Ｓ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ ２ ４ ７ 为 核 心 ，分 别 设 计 蓄 电池 充 电 电路 、 测 量调 理 电 路 、Ｃ Ｄ Ｍ Ａ ＆ Ｕ Ｓ Ｂ ／ Ｕ Ａ Ｒ Ｔ 转 换 电路 共４ 个部分 。 ２ ． １ 蓄 电池充电电路设计
［ ４ ］ 流 程 图 如 图５ 所示 。
（ 下 转第７ ６ 页）
图２ 基 于Ｔ Ｌ ４ ９ ４ 的Ｐ Ｗ Ｍ 充 电 电路 蓄电池 电压通过Ｌ Ｍ ２ ５ ９ ６ — ５ ￣ Ｉ Ａ Ｓ ｉ １ １ ７ — ３ ． ３ 转换成５ Ｖ 和３ ． ３ Ｖ 两 个工作 电压供 给系统的控制 回路 部分。充 电部分 的模 块采 用非
实验室环境控制系统硬件设计
LCD 数据显示的接口;串 行 接 口;
JTAG 调 试 接 口.各
传感模块通 过 Z
无
线
通
信
相
连,主 控 制 器 模 块 与
i
B
e
e
g
上位机进行双向通信,同时连接现场 LCD 显示,适时显
示节点参数.信号采集控制器与各种传感模块相连,主
要有温度、光照和湿度等模块.执行机构控制器与主控
制器之间通过光耦隔离,以保障主控制器的安全.
收稿日期:２０１９
Ｇ０２
Ｇ１５;修订日期:２０１９
Ｇ０９
Ｇ２０
象的特点采用模糊控 制 算 法,对 采 集 到 的 各 种 数 据 通
过模糊算法的控制 策 略 将 控 制 信 号 传 送 给 执 行 机 构.
本文主要对主控制器 的 硬 件 部 分 进 行 设 计,有 关 控 制
算法部分暂时不涉及.STM３２F１０３ 的控制 主 频 为 ７２
(
１)温度传 感 器:使 用 技 术 比 较 成 熟 的 DS１８B２０
作为系统的温度传感器.该传感器能够满足各实验室
的温度测量需 要,测 量 范 围 为 －５５ ℃ ~ ＋１２５ ℃ ,固
定点的温度误差控 制 在 １ ℃ 以 内,如 果 增 加 降 温 排 风
设备则对专用设备敏感部件的保护将更加可靠.
芯片 CC２４３０ 的 P０．
２、
P０．
３ 相连,并通过 LED 发光二
作者简介:汪军 (
１９８２
Ｇ),男,江苏徐州人,讲师,工程硕士,主要从事传感与检测技术以及嵌入式系统的研究与设计.
１９２
机 械 工 程 与 自 动 化 ２０１９ 年第 ６ 期
低功耗摄像系统的发展趋势
低功耗摄像系统的发展趋势
1. 更高的能效和性能比：随着技术的不断进步，低功耗摄像系统将更加注重能效和性能比的提升，以提供更出色的图像质量和更长的续航时间。
2. 智能化和自适应：未来的低功耗摄像系统将更加智能化，能够根据场景需要自动调整功耗和性能，以实现更高的能效和更优秀的用户体验。
3. 更小更轻：随着技术的进步，低功耗摄像系统的尺寸和重量将进一步减小，以满足用户对便携性和舒适性的需求。
4. 跨平台兼容：未来的低功耗摄像系统将更加支持跨平台的使用，能够与不同设备和系统无缝对接，提供更便捷的使用体验。
5. 更丰富的功能和应用：随着技术的不断发展，低功耗摄像系统将提供更丰富的功能和应用，满足用户在不同场景下的需求，包括拍摄、分析、存储、共享等功能。
低功耗微处理器监控芯片的设计
ｍｏｎｉｔｏｒ ｓｙｓｔｅｍ ｐｏｗｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｔａｔｉｃ ｅｒａ－ｒｅｎｔ ｗａｓ ｏｎｌｙ ３¨Ａ．Ｔｈｉｓ ｃｈｉｐ Ｔｈｉｓ
ｃａｎ
ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｉｎｇ ｆｉｎｉｓｈｅｄ
ｎｏ
ｅｘｔｅｒｎａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ． ａｎｄ ｌａｙｏｕｔ．Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｔａｒｇｅｔ
结果表明，该带隙基准能够在ｌｋｔｓ的时间内启动，产生温度特性和电压特性都非
常好的基准电压，而只用１心的电流。
通过设计双极型差分对管避免了常规带
隙中ＣＭＯＳ差分对管带来的失调问题， 从而为提高整个微处理器监控电路的各 方面性能奠定了基础： ２）系统时钟需要使用片肉一个振荡器，而且要在电源电压高于１．２Ｖ时就可 以工作，设计时利用模拟电路知识设计了一个可以工作在１．２Ｖ以上电源电压的 振荡器，该振荡器平均工作电流只有１．３“Ａ，而且当系统不需要其工作时可以彻 底关断，完全不耗电流，从而实现低功耗的要求： ３）由于微处理器监控电路有多种不同的功能组合，在设计时利用金属选择
上海大学硕士学位论文
够掌握低功耗微处理器监控电路的设计和生产，将对我国军事、医疗、通信等方 面的发展有很大的促进作用。
１．３论文的主要研究内容及创新
１．３．１主要研究内容 本论文是以作者攻读硕士学位期间承担课题的工作为基础，对多种微处理器 监控电路结构及基本特性进行了仔细的研究，最终确定没计一款具有上电复位 （ＰｏｗｅｒＯｎＲｃｓｅｔ，ＰＯＲ）、掉电复位和手动复位以及看门狗外加一个系统电源电 压监控等五大功能的微处理器监控电路。经过近一年的研究工作，本文完成了基 于标准ＣＭＯＳ工艺的低功耗的微处理器监控集成电路设计，其中包括了带隙电 压基准、带迟滞的箝位比较器、ＣＭＯＳ振荡器、看门狗电路、逻辑电路、电阻分 压网络、手动复位电路等内部模块电路的设计。所设计完成的微处理器监控电路 可以在上电时维持２００ｍｓ的延迟，有可监控１．６秒时间的看门狗电路，而静态电 流只有３ｕＡ。
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F福建电脑UJIAN COMPUTER福建电脑2018年第2期基金项目：省级大学生创新创业训练计划项目（201712993008）1.绪论1.1图像监控系统的发展随着全球经济的发展,科技的进步,人民生活水平的提高,利用图像监控系统对特定场所进行安全监控,已经成为各行各业的一种监督手段和管理资源。
模拟图像监控[1]主要是闭路电视监控,以模拟方式在视频电缆上传输图像信息。
数字图像监控[2]主要是将各点的视频线都连接到监控中心的工控机或者硬盘录像机上,然后通过显示器来显示监控图像。
网络图像监控[3]主要是通过TCP/IP 协议进行传输图像数据,每个监控点设备都有不同的IP 地址,通过IP 地址来区别设备,端到端的IP 传输,干扰源少。
1.2课题的研究目的和意义针对各行各业对图像监控系统的需求,分析了以上三种视频监控系统,有一个共同的缺点就是没有采用触发式监控,而且一直不停地拍摄,这样就要一直传输图像,而且硬件开发成本高,这样导致资源浪费,针对不足考虑到嵌入式微处理器的处理速度快,功耗低,以及网络技术的发展,将嵌入式技术、无线网络技术应用于远程视频监控系统设计。
通过检测条件,当出现非法入侵事件,就启动监控系统进行图像采集,发送报警短信和拨打电话给用户,把采集的图像传输到服务器上,这样可以减少无用信息图像传输,而且采用手机来监控的话,那么对于视频监控技术就是一个新发展,而对用户而言使用更便捷,用户可以随身带,随身看。
1.3本课题研究的主要内容该系统设计是基于Windows phone 7ARM 处理器的图像监控系统,运用了WP7手机内置摄像、传感、伺服、通信模块的集成,结合图像压缩技术、移动通信技术和视频监控技术等,开发出一种低功耗图像监控系统。
2相关理论2.1图像传感器图像采集模块的核心是图像传感器,所以图像采集方案的选型也就是在图像传感器选择上。
图像传感器负责对模拟视频信号进行A/D (模拟信号/数字信号)转换,并且能将数字图像信号直接输出。
常用的图像传感器有两种,一种是CCD 图像传感器,另一种是CMOS 图像传感器。
2.2图像压缩技术所谓图像的压缩就是减少表示数字图像时需要的数据量,也即以较少的比特有损或无损地表示原来的像素矩阵的技术,也称图像编码[4]。
图像压缩的方法有硬件压缩和软件压缩,所谓硬件压缩就是用专用的图像压缩芯片。
虽然硬件压缩的压缩速度快,但硬件增加,成本就高了。
软件压缩就是用软件方法对采集到的图像进行压缩,可以根据用户的需要对压缩算法进行修改,灵活性高,软件升级优化快,开发成本低。
2.3移动通信技术2.3.1移动通信技术发展随着信息、通信技术的快速发展,移动通信技术广泛应用在我们的日常生活工作中,它大大拓展了人们的通信距离和生活空间,人们也越来越离不开它了。
随着社会的发展,移动通信技术也成为推动社会经济发展和社会进步的强调动力源之一。
2.4Windows Phone 7Windows Phone 7[5]是一款由微软公司开发的手机操作系统,简称WP7。
2010年10月推出,WP7的推出意味着Windows Moblie 系列真正退出了手机操作系统领域。
WP7的编程语言采用C#,内核类型是Windows CE 6.0R3/7.0,源码模式是封闭源代码,封闭组件。
2.5Visual Studio 2010由于本课题涉及在移动终端基于Windows Phone 7系统的图像采集、分析、压缩、网络通信,以及服务器端的基于Windows 系统的Web 站点所涉及的图像接收、存储、数据库操作等内容。
2.6无线路由器2.6.1无线路由器的基本原理无线路由器[6](Wireless Router )是将单纯型无线AP 和宽带路由器合二为一,是一种扩展型的产品。
2.6.2路由算法无线路由器的主要工作是为经过无线路由器的每一个数据帧寻找最佳传输路径,并将数据有效的传送到目的站点,所以选择最佳传输路径的路由算法是关键所在。
2.6.3无线路由器的帧在无线网络环境下,无线路由器通过帧的方式进行信息传递。
无线路由器收到的帧格式如图2-3所示:低功耗实验室图像监控系统谢水昆，林菡（福建农林大学东方学院信息工程系福建福州350700）【摘要】通过对当前图像监控系统的发展及使用情况，以及当前社会的需要和各类前沿技术的分析，根据图像监控系统的结构原理，采用WP7手机，无线网络技术等相关技术，组建了WP7开发平台，设计了低功耗实验室图像监控系统。
解决了底层硬件开发时间长的问题，实现了系统高度集成，低功耗的目的。
【关键字】低功耗；监控；WP7图2-1帧格式DOI:10.16707/ki.fjpc.2018.02.02758··福建电脑2018年第2期2.7迷你透镜BISS0001红外人体检测组件在组建中各部分功能[7-10]如下:数字1脚:电源负极数字2脚:信号输出,高电平有效,4~6V 和工作电压有关数字3脚:电源正极DC6~9V W1:灵敏度调整W2:输出延时调整5~120秒由于该模块出厂时已经设置成加电便工作的方式,并设置在随机工作延时状态,也就是只要有人出现在检测区内,改模块就一直有输出,当人离开检测区并延时一段时间后模块就会停止输出。
3图像监控系统的设计3.1图像监控系统的总体框架本系统设计的是一种基于Windows phone 7ARM 处理器的图像监控系统,运用了WP7手机内置摄像、传感、伺服、通信模块的集成,结合图像压缩技术、移动通信技术和视频监控技术等,开发出一种低功耗实验室图像监控系统,如图3-1所示。
3.2红外报警模块设计红外报警模块设计,我们利用到迷你透镜BISS0001作为红外人体检测组件;使用USB 接口的数字键盘来作为红外感应模组的信号输入方式;利用6伏继电器作为自动控制开关,当没有来访者的时候,也就是红外识别模块没有信号输入的时候继电器保持断开状态,当出现来访者的时候,也就是红外识别模块有信号输入的时候闭合内部开关,这样就可以触发键盘动作并且通过USB 接口输入PC 机作为入侵事件,供联网手机侦测事件,控制内置摄像头拍照和由通信模块发送报警短信和拨打电话,实现红外报警功能。
3.3图像采集模块设计图像采集模块是通过手机内置摄像头在现场按设定时间和用户或事件反馈的要求定时拍摄现场图像,并将图像数据处理与压缩连续保存到指定独立存储区(文件夹)。
其后再将图像数据(视频流)上传到服务器上Web 网站,用户通过访问Wap 网页即可获取现场图像信息。
3.4数据通信模块设计数据通信模块设计包括图像数据存储和事件信息反馈传递两部分。
数据通信模块程序流程设计如图3-2所示。
3.5服务器端应用程序模块设计服务器端应用程序模块功能包括接收伺服手机机传输的图片并保存。
监测红外传感报警信息和事件处理。
创建Wep/Web 图像监控网站,提供手机Wap 网页访问与图像监控移动交互功能。
4图像监控系统的实现4.1图像的采集与存储微软的Windows Phone 提供一组丰富的API [11]支持采用编程方式访问设备上的摄像机。
本系统中图像的采集存储模块的构建具体方案如下:(1)创建摄像机UI在该项目XAML 页面里,调用Windows Phone 控件的Can ⁃vas 来创建一个取景器的容器,设计整个伺服机端可视页面的布局。
显示摄像机所捕获的信息。
(2)实现基于取景器和摄像机的事件系统中使用OnNavigatedTo(NavigationEventArgs)方法创建名为cam 的PhotoCamera 对象并配置以下多个事件:初始化触发事件Initialized ;事件被触发时,捕获完整序列CaptureCompleted ;事件被触发时捕获完整图像CaptureIm ⁃ageAvailable ;事件被触发时捕获缩略图CaptureThumbnailAvail ⁃able 。
OnNavigatedTo(NavigationEventArgs)方法还将VideoBrush 源设置为手机相机对象cam 。
(3)图像采集系统采用DispatcherTimer 的API 实现定时采集信息。
系统由TImeSpan 来设定采集间隔时间,并在OnTimerTick(Object sender,EventArgs args)方法里通过CaptureImage 进行图像采集。
(4)保存到媒体库和独立存储创建伺服手机应用程序,调用cam_CaptureImageAvailable (object,ContentReadyEventArgs)方法将图像以JPEG 的格式保存在称为独立存储区域。
以便任何安装在Windows Phone 中的程序都可以访问自身的永久磁盘存储区域。
图2-2红外人体检测组件图3-1图像监控系统的总体框架图图3-2数据通信模块流程图59··Google GVS语音识别和JDBC数据驱动技术,设计开发茶树种质资源管理系统,实现茶树种质资源的信息化管理。
实现和完善茶树种质资源信息数据的采集、评估和查询等功能,不仅能方便茶树种质资源信息的采集和评估,最重要的是实现了种质资源信息信息化管理、资源查询和共享,有效提高茶树育种的效率和准确率,促进遗传多样性的广泛利用,为我国农业可持续发展做出贡献。
参考文献：［1］郑汉杰.智能手机操作系统与Android简介［J］.金山,2012(5).［2］李刚.疯狂Android讲义（第二版）［M］.北京：电子工业出版,2013.［3］许金普,诸叶平.基于语音识别的农产品价格信息采集方法［J］.中国农业科学,2015(1).［4］梁昌银,周丽娴,汝荣.Google语音识别技术的研究与开发［J］.现代电信科技,2013(9).［5］林元元.JDBC连接MySQL数据库的方法浅析［J］.长沙通信职业技术学院学报,2009(3).［6］牛永洁,张成.多种字符串相似度算法的比较研究［J］.计算机与数字工程,2012(3).［7］刁兴春,谭明超,曹建军.一种融合多种编辑距离的字符串相似度计算方法［J］.计算机应用研究,2010(12).作者简介：阳琼芳，1973年4月，女，广西灵川县，硕士，高级实验师，主要研究方向：农业信息化、计算机应用技术。
4.3无线联网中数据的传输与处理4.3.1无线联网中数据的发送文件传输是该系统实现的关键点,微软提供的API有HttpWebRequest、Webclient、Socket和BackgroundTransferService 等多种接口。
4.3.2无线联网中数据的接收.ashx文件是主要用来写web handler的。
使用.ashx可以让你专注于编程而不用管相关的web技术。