基于物联网的室内环境甲醛监控专业系统设计与实现
基于物联网的室内环境监测与控制系统设计与实现
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基于物联网的室内环境监测与控制系统设计与实现在当前数字化时代,物联网的发展日益成熟,对于人们的生活和工作环境的监测与控制需求也越来越强烈。
基于物联网的室内环境监测与控制系统应运而生,可以实时感知和控制室内的温度、湿度、光照等参数,以提供一个舒适、健康的室内环境。
本文将详细介绍基于物联网的室内环境监测与控制系统的设计与实现过程。
首先,设计与实现基于物联网的室内环境监测与控制系统需要明确的需求分析。
这包括确定监测的参数,例如温度、湿度、光照强度、空气质量等;确定控制的对象,例如空调、照明等设备;以及确定监测与控制系统的用户界面需求,例如手机App或者网页界面。
其次,需要选择合适的传感器和控制设备。
对于室内环境的监测,可以选择温湿度传感器、光照传感器、CO2传感器等,这些传感器可以感知室内的环境参数,并将数据传输给控制系统。
对于室内环境的控制,可以选择智能空调、智能照明等设备,通过物联网技术与控制系统进行连接与控制。
在选择传感器和控制设备时,需要考虑其性能、稳定性、可靠性和兼容性。
接着,需要搭建物联网的通信网络。
物联网通信网络可以采用无线通信技术,例如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等。
这些通信技术可以将传感器和控制设备连接到物联网平台,并实现数据的传输和控制命令的下发。
在搭建通信网络时,需要考虑网络的稳定性、传输速度和安全性。
然后,需要开发和部署监测与控制系统的软件。
监测与控制系统的软件可以分为前端和后端两部分。
前端软件可以通过手机App或者网页界面展示室内环境的监测数据,并可以实现对控制设备的远程控制。
后端软件可以处理传感器数据的采集、处理和存储,以及控制命令的下发和设备状态的管理。
需要注意的是,软件开发过程中要确保系统的安全性,例如通过加密和身份验证保护数据和系统的访问权限。
最后,进行系统的测试和优化。
系统的测试可以包括硬件设备和软件的功能测试、性能测试和稳定性测试,在测试过程中可以发现和解决系统存在的问题,并对系统进行优化和改进。
基于物联网技术的智能家居环境监控系统设计
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基于物联网技术的智能家居环境监控系统设计智能家居环境监控系统是利用物联网技术,通过各种传感器和智能设备,对家居环境参数进行监测和控制的一种系统。
该系统可以实时获取室内温度、湿度、光照强度、空气质量等环境参数的数据,并通过云平台实现远程监控和控制。
本文将详细介绍基于物联网技术的智能家居环境监控系统的设计。
一、系统架构智能家居环境监控系统的基本架构包括传感器、控制器、通信模块、云平台和移动应用等组件。
1.传感器:通过温湿度传感器、光照传感器、PM2.5传感器等获取室内环境参数数据,并将数据发送到控制器。
2.控制器:负责接收传感器数据,并根据设定的阈值判断室内环境是否达到预设条件,如果环境异常,则会触发相应的控制动作。
3.通信模块:控制器通过通信模块将传感器采集到的数据上传到云平台,以实现远程监控和控制。
4.云平台:接收和存储来自控制器的数据,并提供数据分析、报警、远程操控等功能。
5.移动应用:用户可以通过手机应用程序对智能家居环境进行实时监控和控制。
二、系统功能智能家居环境监控系统具备以下功能:1.环境监测:系统能够实时监测室内的温度、湿度、光照强度、空气质量等环境参数,并将数据上传到云平台。
2.报警功能:当室内环境参数异常时,系统能够及时发出警报通知用户,以便用户可以及时采取相应的措施。
3.定时控制:系统支持用户设定定时开关灯、控制空调温度等功能,用户可以预先设置自己的生活习惯,提高生活便利性。
4.远程监控和控制:用户可以通过手机应用程序随时随地对智能家居环境进行实时监控和控制,即使不在家也能保持对家居环境的控制。
5.数据分析:云平台可以对设备采集到的数据进行分析,帮助用户了解家居环境状况,并提供相应的优化建议。
三、系统实现智能家居环境监控系统的实现需要以下步骤:1.传感器选择:根据需要监测的环境参数选择合适的传感器,如温湿度传感器、光照传感器、PM2.5传感器等。
2.传感器接入:将传感器与控制器进行连接,确保传感器能够准确地采集环境参数数据。
基于物联网的智能家居环境监控系统设计
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基于物联网的智能家居环境监控系统设计智能家居是近年来快速发展的领域之一,通过物联网技术,可以实现对家居环境的智能监控和管理。
本文将介绍基于物联网的智能家居环境监控系统设计,包括系统架构、传感器选择、数据采集与处理、远程监控等方面的内容。
1. 系统架构智能家居环境监控系统的架构包括传感器节点、数据传输网络、数据处理中心和用户终端。
传感器节点负责采集环境参数数据,通过数据传输网络将数据传输至数据处理中心,数据处理中心进行数据处理和分析,并向用户终端提供监控结果和控制指令。
2. 传感器选择在智能家居环境监控系统中,需要选择合适的传感器来采集各种环境参数。
常用的传感器包括温湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器、气体传感器等。
这些传感器可以实时监测室内温度、湿度、光照强度、烟雾浓度、气体浓度等参数,为用户提供一个舒适、安全的家居环境。
3. 数据采集与处理传感器节点采集到的环境参数数据通过数据传输网络上传至数据处理中心,数据处理中心对数据进行实时处理和分析。
通过数据处理算法,可以实现对环境参数的监测、预警和自动控制。
同时,系统还可以学习用户的习惯和喜好,实现个性化的环境控制。
4. 远程监控智能家居环境监控系统支持远程监控功能,用户可以通过手机App或Web页面实时查看家居环境参数,并进行远程控制。
比如,在外出时可以通过手机远程调节室内温度,确保回家时有一个舒适的环境等待。
5. 安全性与隐私保护在设计智能家居环境监控系统时,安全性和隐私保护是非常重要的考虑因素。
系统需要采取加密传输技术保护数据安全,同时严格遵守相关法律法规,保护用户隐私不被泄露。
结语基于物联网的智能家居环境监控系统设计涉及到多个方面的技术和知识,通过合理选择传感器、设计有效的数据采集与处理算法、实现远程监控功能等,可以为用户提供一个智能化、便捷、安全的家居环境。
随着物联网技术的不断发展和完善,智能家居将会在未来得到更广泛的应用和推广。
基于物联网的家居环境监测系统的设计与实现
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4
结论及未来工作
结论及未来工作
-
20XX 感谢聆听 批评指导 THANK YOU TO LISTEN TO CRITICISM GUIDANCE
网关:连接传感器节点和云平台,将
x
采集的数据进行初步处理后上传至云 平台
云平台:存储和分析数据,提供web界面供
用户查看数据
手机APP:提供移动端查看数据的功能
2
系统实现细节
传感器节点
传感器节点使用 Arduino作为主控, 通过温湿度传感器、 空气质量传感器等采 集环境数据。同时, 节点还配备了光照传 感器、人体感应传感 器等,以实现对家居 环境的全面监控
2024
基于物联网的家居环境监测系 统的设计与实现
目 录
CONTENTS
-
1 系统架构设计 2 系统实现细节 3 系统测试及性能评估 4 结论及未来工作
基于物联网的家居环境监测系统的设计与实现
1
基于物联网 的家居环境 监测系统的 2 设计与实现
3
随着人们生活水平的提高,对家居环境的质量要求越 来越高
为了实时了解家居环境状况,设计并实现了一种基于 物联网的家居环境监测系统
本系统通过各种传感器采集家居环境数据,利用物联 网技术将数据传输至云平台进行存储和分析,用户可 通过手机APP随时查看家居环境状况
1
系统架构设计
系统架构设计
本系统主要由以 下几个部分组成
系统架构设计
传感器节点:负责采集家居环境数据,如 温度、湿度、空气质量等
3
系统测试及性能
评估
系统测试及性能评估
我们对本系统进行了 长时间的测试,结果 表明系统运行稳定可
靠
在测试期间,系 统能够准确采集 家居环性能进行 了评估,结果表 明系统具有良好 的实时性和稳定
基于物联网技术的室内环境监测与控制系统设计
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基于物联网技术的室内环境监测与控制系统设计随着物联网技术的发展和应用,室内环境监测与控制系统成为人们关注的热点。
室内环境监测与控制系统可以通过传感器等装置对室内环境的参数进行实时监测,并根据需要进行相应的控制,从而实现室内环境的优化与调控。
本文将以基于物联网技术的室内环境监测与控制系统设计为主题,通过介绍系统的架构和功能,探讨其应用前景和优势。
一、系统架构基于物联网技术的室内环境监测与控制系统主要由三个模块组成:数据采集模块、数据传输模块和控制模块。
1.数据采集模块:该模块通过使用各种传感器,如温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器等,实时采集室内环境的相关参数数据。
传感器将采集到的数据通过模拟-数字转换芯片转换成数字信号,并发送给数据传输模块。
2.数据传输模块:该模块负责将数据采集模块传输过来的数据通过无线通信方式传送给控制模块。
传输方式可以选择Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等,具体选择根据实际需求来定。
3.控制模块:该模块接收来自数据传输模块的数据,并根据预设的控制策略,对室内环境进行相应的控制。
比如,根据温度传感器的数据,可以控制空调的开关状态和风速,从而实现温度的控制。
同时,该模块可以通过与其他设备的联动,如智能窗帘、智能照明等,实现室内环境的全面优化。
二、系统功能基于物联网技术的室内环境监测与控制系统具有以下功能:1.环境监测功能:通过各种传感器对室内环境的温度、湿度、二氧化碳浓度等参数进行实时监测。
用户可以通过手机APP或者Web界面查看实时环境数据,并进行数据分析和报告生成。
2.远程控制功能:用户可以通过手机APP远程控制系统中的各种控制设备,如空调、照明、窗帘等。
无论用户身在何地,只要有网络连接,就可以通过手机实现室内环境的实时控制。
3.自动化控制功能:系统可以根据预设的控制策略,自动调节室内环境。
比如,根据传感器数据实时调节空调的温度和风速,实现节能和舒适的目标。
4.节能优化功能:系统可以对室内环境进行节能优化。
基于物联网的室内环境甲醛监控系统设计与实现
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基于物联网旳室内环境甲醛监控系统设计与实现目录第一章绪论 01.1 选题背景 01.2小结 0第二章作品方案设计 (1)2.1 作品方案 (1)2.1.1 作品概述 (1)2.1.2 上位机软件设计及WEB服务器设计 (3)2.1.3 网关设计 (4)2.1.4 ZigBee无线传感器网络旳设计 (5)2.2 预期目旳 (5)2.3 小结 (6)第三章上位机与WEB服务器设计 (6)3.1上位机软件设计 (6)3.1.1功能模块 (8)3.2 小结 (13)第四章网关数据收发软件设计 (14)4.1硬件系统 (14)4.1.1 SIM900A 开发板 (14)4.1.2 协调器 (15)4.2 软件系统 (17)4.2.1 GPRS模块程序设计 (17)4.2.3 ZigBee协调器程序设计 (19)4.3小结 (20)第五章底层ZigBee节点软硬件设计 (21)5.1硬件系统 (21)5.1.1 ZigBee节点底板电路设计 (21)5.1.2 甲醛检测传感器MS1100-P111 (22)5.2软件设计 (23)5.3小结 (24)第六章测试和成果分析 (26)6.1测试目旳与方案 (26)6.2 上位机软件测试 (27)6.3 网关测试 (28)6.4 底层ZigBee网络测试 (29)参照文献 (30)附件 (30)第一章绪论1.1 选题背景甲醛具有比较高旳毒性并且被我国列入在有毒化学品优先控制名单上。
甲醛己经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。
它是公认旳变态反应源,也是潜在旳强致突变物质之一。
甲醛问题己成为全球公共卫生关注旳焦点。
近年来,家庭装修成为人们时尚旳追求,但在美化了居室环境旳同步,也因诸多装饰材料中具有毒物质,导致室内空气污染,尤其是室内甲醛污染更为严重,对人体旳健康导致了极大旳危害。
因此加强对甲醛污染旳监测和控制,对于保护人类平常生活旳健康具有要旳理论意义和实践意义。
除采用常规措施将其清除外,对存在甲醛旳环境及时通风是关键。
《2024年基于物联网的家庭环境监测系统》范文
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《基于物联网的家庭环境监测系统》篇一一、引言随着科技的不断进步,物联网技术逐渐渗透到人们生活的方方面面。
其中,基于物联网的家庭环境监测系统因其能实时监测家庭环境、提高居住安全性和舒适度而备受关注。
本文旨在探讨基于物联网的家庭环境监测系统的设计、实现及其应用价值。
二、系统设计1. 硬件设计家庭环境监测系统的硬件部分主要包括传感器、数据采集器、通信模块等。
传感器负责收集家庭环境中的各种数据,如温度、湿度、空气质量等;数据采集器负责将传感器收集到的数据转化为可传输的数字信号;通信模块则负责将数据传输到服务器或家庭内部局域网。
2. 软件设计软件部分主要包括数据处理、存储和展示等模块。
数据处理模块负责对收集到的数据进行清洗、分析和处理;存储模块负责将处理后的数据存储到数据库或云存储平台;展示模块则将数据以图表或报表的形式展示给用户。
3. 物联网技术应用基于物联网技术的家庭环境监测系统能够实现家庭内部设备的互联互通,实现对环境的实时监控。
通过将各种传感器连接到网络,可以实现家庭环境数据的实时收集和传输,从而实现远程监控和智能家居控制。
三、系统实现1. 数据采集与传输系统通过各类传感器实时采集家庭环境数据,如温度、湿度、空气质量等。
这些数据经过数据采集器处理后,通过无线通信技术(如Wi-Fi、蓝牙等)传输到服务器或家庭内部局域网。
2. 数据处理与存储在服务器端,系统对接收到的数据进行处理和存储。
处理包括数据清洗、分析和处理等,以提取有用的信息。
存储则将处理后的数据存储到数据库或云存储平台,以便后续分析和查询。
3. 用户界面与交互系统通过用户界面展示环境数据和相关信息。
用户可以通过手机、电脑等设备访问系统,查看家庭环境数据和报警信息。
此外,系统还支持用户进行远程控制和设置,以满足不同需求。
四、应用价值1. 提高居住安全性家庭环境监测系统能够实时监测家庭环境,及时发现异常情况并发出报警,从而提高居住安全性。
例如,当室内温度过高或空气质量不佳时,系统可以及时发出警报并采取相应措施,避免意外事故的发生。
基于物联网室内环境监控系统设计
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基于物联网室内环境监控系统设计随着物联网技术的迅速发展,室内环境监控系统作为其一个重要应用领域得到了广泛关注。
这种智能系统可以实现对室内温度、湿度、光强、空气质量等因素进行监控,对于提高室内环境质量、节约能源、增强室内舒适度、保护人们健康等方面具有积极的意义。
本文就针对基于物联网的室内环境监控系统设计进行了详细的介绍。
一、系统架构基于物联网的室内环境监控系统包含三个主要组成部分:传感器节点、通信模块和数据处理服务器。
传感器节点主要用于感知环境参数,如温度、湿度、二氧化碳浓度等,通信模块则用于收集节点数据,将数据传输到数据处理服务器。
数据处理服务器则负责处理接收到的数据,并利用算法对数据进行分析和处理,实现数据呈现与管理及远程控制等功能。
二、传感器节点的设计1. 传感器类型的选择在设计传感器节点时,需要对传感器类型进行选择,包括温度传感器、湿度传感器、光传感器、二氧化碳传感器等。
具体选择不同的传感器类型应基于所监控环境的要求。
例如,在研发研究室内环境监控系统时,需要选用二氧化碳传感器,以监测研究人员的呼吸和安全工作环境。
2. 传感器节点的电路设计在传感器节点的电路设计上,需要根据选择的传感器类型设计相应的电路参数,包括电源电压、信号处理电路等。
对于不同的传感器类型,需要设置不同的采样间隔,并准确控制转换和放大电路的增益稳定,以获得更准确的数据。
三、通信模块的设计在通信模块的设计中,需要考虑网络协议、通信速率等因素。
对于小区域网络,可以选用ZigBee协议进行通信,相比于WiFi或蓝牙,有更低的耗电量和成本。
另外,应根据传感器节点间隔时间、采样精度等进行设置,以避免大量数据传输对服务器性能造成影响。
四、数据处理服务器的设计在数据处理服务器的设计中,应编写相应的服务端程序进行数据的接收和存储。
同时,服务器应使用数据库管理系统进行数据库管理,如MySQL, Oracle等,以提高系统的数据管理效率和数据安全性。
基于物联网技术的室内环境监测系统设计与实现
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基于物联网技术的室内环境监测系统设计与实现室内环境对人的健康和生活质量有着重要的影响。
基于物联网技术的室内环境监测系统可以帮助我们实时了解室内环境状况,提供有效的管理和控制,为人们创造一个更加舒适、安全和健康的居住环境。
本文将介绍基于物联网技术的室内环境监测系统的设计与实现。
一、系统设计方案1. 硬件设计室内环境监测系统的硬件设计主要包括传感器、数据采集设备、数据处理设备和数据通信模块。
(1)传感器:通过采集室内环境的数据,包括温度、湿度、二氧化碳浓度、烟雾浓度等。
可以选择可靠、稳定、高精度的传感器进行数据采集。
(2)数据采集设备:将传感器采集到的数据进行采集和处理,将其转化为数字信号,并进行数据预处理和滤波,以提高数据的准确性。
(3)数据处理设备:对采集到的数据进行分析和处理,根据不同的应用场景提供相应的功能。
可以使用嵌入式系统或单片机进行数据处理。
(4)数据通信模块:将处理后的数据通过无线通信方式传输到监测系统的云端或服务器,实现远程监测和管理。
可以选择WiFi、蓝牙、LoRa等无线通信技术。
2. 软件设计室内环境监测系统的软件设计主要包括数据采集和处理、数据存储和管理、数据呈现和分析等功能。
(1)数据采集和处理:实时采集传感器获得的数据,并进行相应的数据处理,如校准、滤波、归一化等,以确保数据的准确性和可靠性。
(2)数据存储和管理:将处理后的数据存储到数据库中,建立合理的数据模型和数据表结构,便于后续数据存取和管理。
(3)数据呈现和分析:通过可视化的界面展示监测到的室内环境数据,包括实时数据、历史数据和统计数据等,方便用户进行数据分析和决策。
二、系统实现步骤1. 硬件搭建(1)选择合适的传感器,并按照需求进行布置和安装。
可以根据室内布局和功能需求,选择不同类型的传感器,并将其连接到数据采集设备。
(2)将数据采集设备连接到数据处理设备,并进行相应的设置和调试。
确保传感器的数据能够准确地传输到数据处理设备。
基于物联网的室内环境监测系统设计与实现
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基于物联网的室内环境监测系统设计与实现随着技术的不断进步,物联网已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
而在物联网技术的应用中,室内环境监测系统是其中比较重要的一项。
因为现代社会人们大部分时间都是在室内度过,而室内环境的好坏对我们的身体健康影响很大,所以设计一套基于物联网的室内环境监测系统,对于在保证我们健康的同时,提高我们的生活质量也有很大的作用。
一、室内环境监测系统的介绍室内环境监测系统是通过传感器和物联网技术,对室内温度、湿度、CO2及甲醛等等一系列的室内环境参数进行监测,并通过云平台进行数据的收集和分析。
同时,也具备一些预警功能,如当室内空气质量超标时,会提醒用户及时进行通风或换气,确保室内环境能够保持在一个健康舒适的状态下。
二、物联网的技术原理物联网是由传感器、物联网平台、云端计算和终端设备等组成的智能系统。
其中,传感器负责采集室内环境的数据,并将数据传输给物联网平台;物联网平台负责进行数据的处理和分析,并将处理后的数据存储到云端;终端设备则负责展示数据和实现控制功能。
整个系统通过互联网相互联系,形成一个高效快捷、丰富的数据交换和处理平台。
三、室内环境监测系统的设计思路在设计室内环境监测系统时,我们首先需要选择合适的传感器,针对不同的参数探测,选择对应的传感器,比如温度和湿度探测采用DHT11传感器,CO2探测采用MH-Z19B传感器,甲醛探测采用CSS811传感器等。
然后将这些传感器通过微控制器,如Arduino或者树莓派之类的单片机进行控制和数据传输。
接下来是网络连接模块。
我们需要将传感器采集的数据传输给云端,这就需要选用合适的通信模块,如WiFi、蓝牙、以太网等等,其中WiFi模块比较常用,因为其不仅速度快,而且接入方便且设备成本相对较低。
最后是数据的处理和展示。
我们需要使用云平台对采集到的数据进行处理和分析,同时也需要建立一个基于Web的用户界面,以方便用户随时查看室内环境的数据和状态,了解自己的生活环境情况。
《基于物联网的家庭环境监测系统》范文
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《基于物联网的家庭环境监测系统》篇一一、引言随着物联网技术的快速发展,家庭环境监测系统逐渐成为现代家庭生活的重要组成部分。
基于物联网的家庭环境监测系统能够实时监测家庭环境中的各种参数,如空气质量、温度、湿度等,并通过智能设备进行数据分析和处理,为家庭成员提供更加舒适、健康和安全的生活环境。
本文旨在探讨基于物联网的家庭环境监测系统的设计、实现及应用,以期为相关研究和应用提供参考。
二、系统设计1. 硬件设计基于物联网的家庭环境监测系统硬件部分主要包括传感器、微控制器、通信模块等。
传感器用于实时监测家庭环境中的各种参数,如空气质量传感器、温度传感器、湿度传感器等。
微控制器则负责接收传感器数据,并进行数据处理和存储。
通信模块则负责将处理后的数据传输至云端或智能设备,实现远程监控和控制。
2. 软件设计软件部分主要包括数据采集、数据处理、数据分析及控制等模块。
数据采集模块负责从传感器中获取环境参数数据;数据处理模块则对采集到的数据进行清洗、转换和存储;数据分析模块则通过算法对处理后的数据进行分析,以提供有用的信息;控制模块则根据分析结果,通过智能设备对家庭环境进行调节和控制。
三、系统实现1. 传感器选择与布置根据家庭环境监测的需求,选择合适的传感器,如空气质量传感器、温度传感器、湿度传感器等,并合理布置传感器的位置,以确保能够准确监测家庭环境中的各种参数。
2. 数据传输与处理通过物联网技术,将传感器数据传输至云端或智能设备。
在云端或智能设备上,对数据进行处理和分析,以提供有用的信息和建议。
同时,通过算法对数据进行预测和预警,以提前发现潜在的问题。
3. 智能控制与优化根据数据分析结果,通过智能设备对家庭环境进行调节和控制。
例如,当空气质量不佳时,智能设备可以自动开启空气净化器;当室内温度过高时,可以自动调节空调温度等。
此外,通过对系统的不断优化和升级,提高系统的性能和准确性。
四、应用与展望基于物联网的家庭环境监测系统具有广泛的应用前景。
基于物联网技术的室内环境监测系统设计与实现
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基于物联网技术的室内环境监测系统设计与实现近年来,随着科技不断的发展,物联网技术渐渐走进了人们的生活中。
有了物联网技术的支持,我们的生活变得更加便捷和智能化。
而室内环境监测系统则是物联网技术应用的一个重要领域,它能够帮助人们更好地了解室内环境的情况,从而保证人们的生活质量。
一、室内环境监测系统的概述室内环境监测系统可以用来监测室内的温度、湿度、气压、烟雾、空气质量等等。
通过这些数据的实时监测,能够帮助我们更好地了解室内环境的情况,及时发现环境问题,并采取相应的措施,从而保证人们的健康和安全。
而室内环境监测系统通常包括传感器、数据采集器、数据处理器等组件,将数据传递给用户。
二、传感器的选择传感器是室内环境监测系统的核心组件,它的选择对整个系统的性能有着非常重要的影响。
目前市面上使用的传感器有很多种,其中最常用的是温湿度传感器、气压传感器、光照传感器以及烟雾传感器。
这些传感器可以同时监测多个参数,且精度较高,是室内环境监测系统的理想选择。
三、数据采集器的设计数据采集器是将传感器采集到的数据进行处理和分析的设备,它是室内环境监测系统的重要组成部分。
在数据采集器的设计过程中,我们需要考虑数据传输的可靠性和实时性。
其中,数据传输的可靠性主要指数据传输过程中数据的准确性和安全性,而数据传输的实时性则主要指数据传输的速度和延迟时间。
四、数据处理器的实现数据处理器是将采集到的数据进行处理和分析的设备,它能够分析采集到的数据,并将结果以合适的方式返回给用户。
在数据处理器的实现中,我们需要考虑数据处理的速度和精度。
其中,数据处理速度主要取决于数据处理器的性能和处理算法,而数据处理精度则主要取决于数据处理器的算法和数据的准确性。
五、应用场景室内环境监测系统可以广泛应用于家庭、办公场所、学校、医院等室内场所,以监测室内的温度、湿度、气压、烟雾、空气质量等参数。
在生活中,室内环境监测系统可以帮助我们掌握室内环境的情况,保证我们的健康和安全。
基于物联网的室内环境监测与智能调控系统设计与实现
![基于物联网的室内环境监测与智能调控系统设计与实现](https://img.taocdn.com/s3/m/cc7e913126284b73f242336c1eb91a37f11132f5.png)
基于物联网的室内环境监测与智能调控系统设计与实现随着人们对生活质量的要求不断提高,人们对室内环境的舒适度和健康性也更加关注。
基于物联网(Internet of Things,IoT)的室内环境监测与智能调控系统应运而生,通过传感器、网络和控制模块等技术手段,实现室内环境数据的实时监测和智能调控,提升室内环境的舒适度。
一、设计方案1. 系统架构设计基于物联网的室内环境监测与智能调控系统主要由传感器、通信网络、云平台和控制模块组成。
传感器负责收集室内环境数据,如温度、湿度、光照强度等,通过通信网络传输至云平台进行处理和存储。
控制模块则根据云平台的数据分析结果,自动调控室内环境设备,如空调、照明等。
2. 传感器选择为了准确监测室内环境数据,我们选择了温湿度传感器、光照传感器和CO2传感器。
温湿度传感器能够实时监测室内的温度和湿度,光照传感器用于监测室内光照强度,CO2传感器则用于检测室内空气质量。
3. 通信网络对于室内环境监测与智能调控系统,我们选择了无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)作为通信网络。
WSN的特点是低功耗、低成本和灵活布局,适合室内环境监测应用。
4. 云平台和数据分析传感器通过无线通信网络将数据传输至云平台,云平台负责存储和处理数据。
数据分析模块对传感器数据进行实时分析和处理,提取有价值的信息,如室内舒适度评估、能源消耗情况等。
5. 智能调控模块根据云平台的数据分析结果,智能调控模块自动控制室内环境设备的运行状态。
例如,在夏季高温时,系统可以自动调节空调温度和风速,提供舒适的室内温度。
二、系统实现1. 硬件实现根据设计方案,我们选择了常见的Arduino作为控制模块,同时使用温湿度传感器、光照传感器和CO2传感器作为数据采集设备。
通过Arduino进行数据采集和控制指令发送。
2. 软件实现我们使用Python作为主要的软件开发语言,使用相应的库和框架来实现数据分析和控制功能。
《物联网智能家居环境监测系统的设计与实现》
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《物联网智能家居环境监测系统的设计与实现》一、引言随着科技的快速发展,物联网技术逐渐渗透到我们生活的方方面面,其中智能家居环境监测系统成为了现代家庭生活的必备品。
该系统可以实时监测家庭环境中的温度、湿度、空气质量等关键参数,为居民提供安全、舒适、智能的生活环境。
本文将介绍物联网智能家居环境监测系统的设计与实现过程,从需求分析、系统设计、技术选型、实现方式及实际应用等方面进行详细阐述。
二、需求分析在设计与实现智能家居环境监测系统之前,我们需要对用户需求进行深入分析。
首先,系统需要具备实时监测环境参数的功能,如温度、湿度、空气质量等。
其次,系统应具备智能调节功能,根据环境参数自动调节家居设备,如空调、加湿器等。
此外,系统还需具备报警功能,当环境参数超出正常范围时,及时向用户发送报警信息。
最后,系统应具备远程控制功能,用户可通过手机等设备随时随地对家居环境进行控制。
三、系统设计根据需求分析,我们设计了智能家居环境监测系统。
系统主要由传感器模块、数据处理模块、控制执行模块和用户界面模块组成。
传感器模块负责实时采集环境参数;数据处理模块负责将传感器数据进行分析处理,并根据分析结果发出控制指令;控制执行模块负责根据控制指令调节家居设备;用户界面模块则提供友好的人机交互界面,方便用户进行操作和控制。
四、技术选型在技术选型方面,我们选择了物联网技术作为系统的核心技术。
具体而言,我们采用了基于云计算的物联网平台,实现了数据采集、传输、处理和存储等功能。
传感器模块采用了高精度的环境参数传感器,如温度传感器、湿度传感器和空气质量传感器等。
数据处理模块采用了大数据处理技术和人工智能算法,实现了对环境参数的实时分析和处理。
控制执行模块则通过与家居设备的接口进行连接和控制。
此外,为了方便用户操作和控制,我们还开发了手机App作为用户界面模块,用户可通过手机随时随地对家居环境进行控制和调节。
五、实现方式在实现方面,我们首先搭建了基于云计算的物联网平台,实现了数据采集、传输、处理和存储等功能。
基于物联网技术的室内环境监测系统设计
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基于物联网技术的室内环境监测系统设计随着物联网技术的发展,室内环境监测系统已经成为了一个新晋的智能家居设备。
这种系统主要通过传感器、网络和云计算等技术实现室内环境参数的测量、数据的传输和储存,从而实现人性化的室内环境监测和控制。
本文将介绍基于物联网技术的室内环境监测系统的设计,并且讲解如何利用物联网技术来优化室内环境,提高人们的居住体验和舒适度。
一、系统结构室内环境监测系统是由传感器、控制器、通信模块、云平台和移动终端组成。
其中,传感器主要用于监测室内环境的各项参数,包括温度、湿度、二氧化碳、氧气、PM2.5等等;控制器是控制系统的核心,用于实现对室内环境参数的测量、控制和数据采集;通信模块负责将数据传输到云平台,提供给后台数据分析,并且与移动终端进行通信,实现远程控制和消息通知的功能;云平台是室内环境数据的存储和处理中心,通过对数据的分析,提供实时的数据监测和预警系统;移动终端则是用户与室内环境监测系统的交互界面,通过移动终端,用户可以随时查看室内环境的实时数据,调节室内环境的参数,以及接收警报和异常信息。
二、设计原理通过室内环境监测系统的设计,可以采集环境数据并及时地预警和反应室内环境的变化。
通过云计算和大数据技术,可以收集历史数据,生成预测模型,优化室内环境管理策略,提供更准确、更可靠、更实用的室内环境数据。
通过各种智能设备之间的通信,可以实现室内环境数据的实时共享和远程控制。
同时,室内环境监测系统还可以根据用户的驾驶习惯和使用习惯,智能化地调节环境参数,实现室内环境的个性化定制化。
总之,室内环境监测系统的设计是基于物联网技术,更加便捷、高效、智能、可靠,可以为人们提供更好的室内环境体验,增强生活质量。
三、实际应用室内环境监测系统已经被广泛应用于居住、办公和公共场所等领域。
在居住领域,室内环境监测系统可以通过智能化的控制,提供更加舒适的温度、湿度和气味,以及更好的空气净化和空气杀菌等服务;在办公场所,室内环境监测系统可以实现智能化的节能管理,实现室内环境的高效节能和运营管理;在公共场所,室内环境监测系统可以实现公共空间的个性化服务,例如提供免费WiFi服务和室内导航服务等。
基于物联网的室内环境监测与控制系统设计与实现
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基于物联网的室内环境监测与控制系统设计与实现随着物联网技术的快速发展,人们对于室内环境监测与控制的需求也越来越高。
基于物联网的室内环境监测与控制系统可以实时监测室内环境的各种参数,并根据设定的规则进行智能控制,提升居住者的舒适度和生活质量。
本文将介绍一个基于物联网的室内环境监测与控制系统的设计与实现。
首先,我们需要搭建一个物联网平台,用于接收和管理各类传感器节点上传的数据。
该平台可以使用云平台或者自建服务器,确保数据的安全性和稳定性。
为了实现实时监测,传感器节点需要采集室内环境的各项参数,如温度、湿度、气压、二氧化碳浓度等,并将数据通过无线传输方式发送到物联网平台。
传感器节点可以使用现有的智能硬件设备,如温湿度传感器、CO2传感器等,也可以根据需求定制开发。
其次,物联网平台需要实现数据的实时分析和处理。
通过对传感器节点上传的数据进行处理,可以得到室内环境的各类指标。
这些指标可以用于评估室内空气质量、调整室内温度湿度等,以保证居住者的健康和舒适。
在数据处理过程中,可以应用机器学习算法和数据挖掘技术,对数据进行模式识别和异常检测,以提供更精准的环境监测和控制策略。
接下来,根据环境数据分析的结果,物联网平台可以控制室内设备的工作状态,以实现室内环境的控制。
例如,当室内温度过高时,可以自动开启空调降温;当室内湿度过高时,可以自动开启除湿机;当CO2浓度超过安全范围时,可以自动开启通风系统等。
这些控制策略可以根据居住者的需求进行设置,并且可以通过手机App或者Web界面进行远程控制。
此外,基于物联网的室内环境监测与控制系统还可以与其他智能家居设备进行联动,提供更全面的智能化服务。
例如,当系统检测到居住者离开居室时,可以自动关闭不必要的设备,以节约能源;当系统检测到居住者回家时,可以自动开启灯光、调整温度等,提供舒适的居住环境。
在实际应用中,基于物联网的室内环境监测与控制系统可以广泛应用于家庭、办公室、酒店等各类室内场景。
基于物联网技术的智能家居环境监测系统设计与实现
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基于物联网技术的智能家居环境监测系统设计与实现随着科技的不断进步,我们的生活也随之发生着翻天覆地的变化。
互联网技术的普及让我们的生活变得更加智能化,而其中一个典型的案例就是智能家居。
在这个基础上,物联网技术的崛起,更是让智能家居变得更加强大,更加智能,让生活变得更加便捷。
本文将基于物联网技术,阐述如何设计并实现智能家居环境监测系统。
一、物联网技术概述物联网技术,指的是基于各种传感器、智能设备、移动设备等,将各种互联设备通过物联网进行互联互通的技术。
它以独特的物理对象互联、数据化管理、智能感知和智能分析等技术特征为支撑,实现了数据、设备和用户之间的智能化连接和交互。
物联网技术的发展趋势,已经逐渐扩展到各个应用领域,其中包括智能家居。
二、智能家居环境监测系统概述智能家居环境监测系统是相对完整的一套物联网系统,其主要功能是对家庭的环境监测进行实时数据采集和处理,从而保障家庭成员的生命安全和生活质量,并实现更加有效的节能、环保、智能化管理和智能化控制。
智能家居环境监测系统的主要支持设备,包括气体探测器、温湿度传感器、烟雾报警器、水浸探测器等环境监测设备。
三、智能家居环境监测系统设计智能家居环境监测系统设计,是依据物联网技术的要求和智能家居环境监测系统的应用要求,实现对家庭环境监测的全面监控。
具体步骤如下:1. 系统需求分析在设计智能家居环境监测系统前,我们需要根据应用需求,对该系统的功能进行深入研究和分析。
要考虑到其实现的功能和性能,实现的可行性和操作的稳定性等因素。
这些因素包括:测量的环境参数类别和数量、系统安全保护等级、数据的显示和存储、数据分析与处理以及用户权限控制等。
2. 确立基本控制要素智能家居环境监测系统是一个复杂的系统,其设计中必须包含各种控制要素,包括所有需要实现的原始数据采集,以及依据系统功能的实现、数据处理和界面交互等。
3. 数据采集智能家居环境监测系统的数据采集系统需要包括温度、湿度、气体、烟雾等环境检测设备、数据传输模块以及基础传输设备等。
基于物联网的居家环境监测系统设计
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基于物联网的居家环境监测系统设计在当今科技飞速发展的时代,人们对生活质量的要求越来越高,尤其是对居家环境的舒适度和安全性越发关注。
基于物联网的居家环境监测系统应运而生,为人们提供了更加便捷、智能和精准的环境监测解决方案。
一、居家环境监测系统的需求分析随着人们生活水平的提高,对于居住环境的要求不再仅仅局限于空间的大小和装饰的美观,更注重环境的健康和舒适度。
例如,室内空气质量直接影响人们的呼吸健康,温度和湿度的不适可能导致身体不适甚至疾病,噪音水平过高会影响休息和工作效率。
因此,一个能够实时监测并及时反馈这些环境参数的系统成为了迫切的需求。
同时,现代家庭中各种智能设备的普及也为居家环境监测系统的发展提供了条件。
人们希望能够通过手机、平板电脑等终端设备随时随地了解家中的环境状况,并实现远程控制和智能化管理。
二、物联网技术在居家环境监测系统中的应用物联网技术是实现居家环境监测系统的关键。
它通过传感器、网络通信和云计算等技术手段,将家庭中的各种环境参数采集并传输到云端服务器,用户可以通过终端设备进行访问和控制。
传感器是系统的感知层,负责采集环境数据,如温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、噪音传感器等。
这些传感器能够将物理量转化为电信号,并通过微控制器进行处理和传输。
网络通信是系统的数据传输层,常见的通信方式包括 WiFi、蓝牙、Zigbee 等。
它们能够将传感器采集到的数据传输到网关或直接传输到云端服务器,确保数据的实时性和准确性。
云计算则是系统的核心处理层,负责存储和分析大量的环境数据。
通过云计算平台,用户可以随时随地访问历史数据、查看数据分析报告,并设置预警阈值和自动化控制策略。
三、居家环境监测系统的硬件设计1、传感器选择温度传感器:可选用数字式温度传感器,如 DS18B20,具有高精度、低功耗和易于接口的特点。
湿度传感器:电容式湿度传感器 HIH6130 是一个不错的选择,能够提供准确的湿度测量。
物联网中的环境监测系统设计与实现
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物联网中的环境监测系统设计与实现随着物联网技术的发展,环境监测系统在各个领域中扮演着重要角色。
物联网中的环境监测系统设计与实现,旨在识别、收集和分析环境中的各种数据,从而提供准确的环境信息,以支持决策制定和资源管理。
本文将介绍物联网中环境监测系统的设计原则、功能模块和实施步骤,并探讨其在不同行业中的应用。
一、设计原则1. 可扩展性:环境监测系统需要具备可扩展性,以适应不同规模和复杂程度的环境监测需求。
系统应能方便地添加或移除传感器,并能与其他系统集成,以获得更全面、精确的环境数据。
2. 实时性:由于环境状况常常发生变化,环境监测系统需要具备实时性。
系统应能及时采集、传输和解析环境数据,并提供实时的监测结果和报警信息,以便用户能迅速采取相应措施。
3. 可靠性:环境监测系统对数据的准确性和可靠性要求较高。
系统设计应考虑传感器的精度、抗干扰性和稳定性,保证数据的可信度。
此外,系统还应具备数据备份和容错机制,以防数据丢失或故障影响环境监测的连续性和稳定性。
二、功能模块1. 传感器网络:环境监测系统的核心是传感器网络,用于收集环境中的各种数据。
传感器网络可以包括温湿度传感器、气体传感器、光照传感器等,每个传感器负责采集特定的环境参数。
传感器的布置位置和数量需要根据监测需求和环境特点进行合理规划,以实现全面的环境监测。
2. 数据采集与传输:采集传感器数据是环境监测系统的关键步骤。
系统应设计合适的采集设备,能够实时获取传感器数据,并通过有线或无线方式传输至数据中心。
对于大规模的环境监测系统,数据采集与传输过程需要考虑数据压缩、存储和网络带宽的优化,以确保数据的高效传输和处理。
3. 数据解析与分析:收集到的环境数据需要进行解析和分析,以提取有用信息。
数据解析可以通过算法和模型来实现,识别环境变化趋势、异常情况和空间分布规律。
数据分析则可通过统计分析、数据挖掘和机器学习等方法,为用户提供详细的环境状况报告和预测。
基于物联网的环境监测与智能控制系统设计与实现
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基于物联网的环境监测与智能控制系统设计与实现物联网(Internet of Things,IoT)作为一种新兴的技术,已经广泛应用于各个领域。
其中,基于物联网的环境监测与智能控制系统设计与实现成为了研究的热点之一。
本文将重点探讨该系统的设计与实现方案。
一、系统设计需求基于物联网的环境监测与智能控制系统设计与实现,需要满足以下几个关键需求:1. 环境监测:系统能够实时监测环境参数,如温度、湿度、光照等,通过传感器获取数据。
2. 数据传输:系统能够将采集到的数据通过网络传输到数据中心或云端服务器。
3. 数据存储与分析:系统能够将传输过来的数据进行存储,并通过数据分析算法提取并分析环境监测数据。
4. 远程控制:系统能够通过控制指令实现对环境的智能控制,如远程开启或关闭设备。
5. 用户界面:系统需要提供友好的用户界面,方便用户查看环境监测数据、控制设备等。
二、系统设计方案1. 硬件设备选择在设计基于物联网的环境监测与智能控制系统时,首先需要选择合适的硬件设备。
传感器的选择应符合监测要求,可选用温湿度传感器、光照传感器等。
另外,还需要选用合适的嵌入式处理器作为系统的核心控制单元。
2. 通信协议设计系统需要通过网络进行数据传输,因此需要设计合适的通信协议。
可以选择使用HTTP或MQTT等常见的物联网通信协议。
通过建立与云端服务器的连接,实现传感器数据的传输和远程控制指令的接收。
3. 数据存储与分析传感器采集到的环境数据需要进行存储和分析。
可以选择将数据存储在本地数据库中,也可以将数据上传至云端服务器进行存储和处理。
建议使用关系型数据库进行数据存储,并结合数据分析算法对环境数据进行分析,提取有用信息。
4. 远程控制通过设定控制指令,可以实现对环境的智能控制。
例如,当温度超过设定值时,系统自动开启空调进行降温。
远程控制可以通过手机APP或Web界面进行操作,方便用户随时随地对环境进行调控。
5. 用户界面设计系统的用户界面应具备良好的交互性和易用性。
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基于物联网的室内环境甲醛监控专业系统设计与实现基于物联网的室内环境甲醛监控系统设计与实现目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2小结 (1)第二章作品方案设计 (2)2.1 作品方案 (2)2.1.1 作品概述 (2)2.1.2 上位机软件设计及WEB服务器设计 (3)2.1.3 网关设计 (4)2.1.4 ZigBee无线传感器网络的设计 .. 52.2 预期目标 (5)2.3 小结 (5)第三章上位机与WEB服务器设计 (6)3.1上位机软件设计 (6)3.1.1功能模块 (7)3.2 小结 (12)第四章网关数据收发软件设计 (12)4.1硬件系统 (13)4.1.1 SIM900A 开发板 (13)4.1.2 协调器 (13)4.2 软件系统 (14)4.2.1 GPRS模块程序设计 (14)4.2.3 ZigBee协调器程序设计 (16)4.3小结 (17)第五章底层ZigBee节点软硬件设计 (18)5.1硬件系统 (18)5.1.1 ZigBee节点底板电路设计 (18)5.1.2 甲醛检测传感器MS1100-P111 195.2软件设计 (20)5.3小结 (21)第六章测试和结果分析 (22)6.1测试目的与方案 (22)6.2 上位机软件测试 (22)6.3 网关测试 (24)6.4 底层ZigBee网络测试 (24)参考文献 (25)附件 (26)第一章绪论1.1 选题背景甲醛具有比较高的毒性并且被我国列入在有毒化学品优先控制名单上。
甲醛己经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。
它是公认的变态反应源,也是潜在的强致突变物质之一。
甲醛问题己成为全球公共卫生关注的焦点。
近年来,家庭装修成为人们时尚的追求,但在美化了居室环境的同时,也因很多装饰材料中含有毒物质,造成室内空气污染,特别是室内甲醛污染更为严重,对人体的健康造成了极大的危害。
因此加强对甲醛污染的监测和控制,对于保护人类日常生活的健康具有要的理论意义和实践意义。
除采用常规方法将其去除外,对存在甲醛的环境及时通风是关键。
本项目针对甲醛检测、开风扇或其他排气装置进行通风、报警展开设计,稀释甲醛浓度,使其达到允许浓度,同时报警,提醒人们注意健康。
当然,本系统不仅仅只是适用于家庭室内,也适用于生产装演材料、家具厂等场合。
1.2小结结合以上所述,研究一套低成本,高效率的甲醛监控系统,对于解决家庭室内环境甲醛浓度监测难、不好控制、保障人们日常生活安全具有重要意义,同时也具有很大的市场前景和现实意义。
第二章作品方案设计本章详细介绍了基于室内环境甲醛监控系统设计框架与流程,包括上位机软件及WEB服务器的设计方法、网关的设计过程以及底层ZigBee无线传感器网络的相关设计方案。
2.1 作品方案2.1.1 作品概述作品总体由3层网络组成:底层为无线传感器网络,中层为GPRS网络,上层为Internet网络。
底层和中层通过无线网关连接,中层和上层则利用GPRS网络交互信息。
底层无线传感器网络由基于ZigBee无线通讯协议传感器节点构成。
ZigBee技术作为一种新兴的无线通信技术,具有微功耗、低成本、自组网和节点布置灵活等特点,非常适合在多点监测、无人值守的环境监控中应用。
中层GPRS网络由各网关节点组成,完成传感器节点的信息交汇、数据转发、指令收发等功能。
上层Internet网络由上位机组成,上位机作为用户对室内环境甲醛监测数据进行实时查看,确保室内时刻安全正常。
总体结构图如2-1所示。
室内环境Zigbee 感知节点1Zigbee 感知节点2Zigbee 感知节点3采集甲醛浓度信息协调器信息上传信息上传网关模块电脑数据显示手机实时查询打开通风排气装置报警浓度超标图2-1 室内环境甲醛监控总体框图2.1.2 上位机软件设计及WEB 服务器设计上位机采用HTML 、Css 、Javascript 、MySQL 、PHP 编写的网站,运行于Windows 系统,连接数据库服务器,数据可视化操作,以及远程参数的设置。
其总体框图,如图2-2所示。
图2-2 上位机软件结构框图数据接收部分利用TCP网络协议提供了与Internet 的标准接口,简化了ZigBee网络采集环境参数;数据处理则是室内甲醛监控系统上位机软件的核心部分,提供了友好的图形用户界面、直观展示网络拓扑结构、节点参数曲线对比,并提供手机安卓APP下载功能,用户通过下载手机APP,无论身在何处,即可时刻查询相关甲醛浓度数据,快捷方便,而在WEB服务器方面,则通过AppServ配置系统环境,搭建Apache WEB服务器,配置MySQL数据库以及PHP解释器[11]。
选用PHP语言开发WEB服务器程序,连接数据库服务器,实现最新数据更新以及历史数据查询。
2.1.3 网关设计ZigBee节点采集的数据要想通过GPRS网络上传至Internet远程服务器,实现ZigBee网络与互联网的数据互通,就必须用到网关。
网关作为无线传感器网络的关键器件,其性能直接关系到整体系统的稳定性,实用性,健壮性。
由于设计开发的网关针对的是数据传输量少的ZigBee网络,故接收环境参数可选用串口接口。
网关接收ZigBee数据,解析处理后,经GPRS网络转发至Internet,因此网关兼具TCP/IP协议[12],方便数据网络转发。
网关结构框图,如图2-3所示。
图2-3 网关硬件结构框图网关采用了重庆DQ电子的SIM900A开发板,此开发板集成了SIM900A GSM功能通信模块,各种接口如2.4G 模块接口等等,对于物联网的开发提供了很大的便利条件。
开发板上使用的SIM900A模块设计成熟,市场使用率高,性能稳定可靠,其双频段适合在国内网络环境使用。
SIM900A支持AT 指令,包括短信,语音数据传输,同时内置TCP/IP协议,与Internet广域网无缝对接。
ZigBee协调器采用的是丘捷的ZigBee核心板和自主设计的底板。
通过串口与32位单片机开发板相连实现数据传输。
协调器在ZigBee无线网络中起组建网络,维护网络,网络管理的作用。
2.1.4 ZigBee无线传感器网络的设计底层的ZigBee无线传感器网络由众多的ZigBee数据采集节点组成。
节点采用TI公司的Zs-tack无线数据传输协议,实现自组网与数据传输。
ZigBee节点采用丘捷的基于cc2530的射频模块,底板为自主设计制作。
2.2 预期目标根据作品要求,室内环境甲醛监控系统,需要实现以下功能:(1) 设计上位机软件实现对种家居室内的实时环境监测数据进行实时查看,确保整个环境处于安全状态;并提供二维码生成功能,生成相应的二维码提供给消费者进行扫描,扫描后即可下载相应APP,通过手机查看实时参数。
(2) 开发WEB服务器,支持多客服端访问;(3) sim900GPRS模块与ZigBee协调器构成硬件平台;(4) 实现ZigBee底层节点组网,采集数据并上传;(5) 实现ZigBee网络数据与GPRS网络、Internet信息交互;(6) 系统的整体调试与测试。
2.3 小结方案设计是设计系统的一个重要环节,将项目的任务规范化,列出所要完成的所有工作,在后期项目制作的时候可以极大提高效率,使得项目开发工作有条不紊,也可以让开发的成本降到最低,设计之初即考虑好各种硬件模块的性价比。
第三章上位机与WEB服务器设计3.1上位机软件设计作品上位机采用HTML、Css、Javascript、MySQL、PHP编写的网站,该上位机软件由数据接收,数据处理,数据管理三部分组成,并形成了前台信息展示和后台数据管理两大模块。
数据接收部分利用TCP网络协议提供了与Internet 的标准接口,简化了ZigBee网络采集环境参数接收以及控制信息传递;数据处理则是系统上位机软件的核心部分,提供图形用户界面、直观展示节点参数曲线对比,并提供二维码生成功能,生成相应的二维码提供给消费者进行扫描,扫描后即可生成连接,下载相应手机APP,随时随地查询家居环境甲醛浓度;数据保存部分主要针对数据保存查询处理等工作,亦可将数据导出为表格文件,方便对数据进行详细分析。
试验结果表明:所开发的上位机软件具有良好的稳定性、完善的功能性和便捷的人机接口等优点,实现了对各种传感数据和系统数据的有效组织与管理。
3.1.1上位机总体概述上位机监控软件由数据接收,数据处理,数据管理三个部分组成,并形成了前台信息展示、后台数据管理两大模块,同时每个模块即为一个单独的线程,确保监测系统健壮性;每个模块完成相应功能,相互联系。
数据处理部分为上位机核心部分,负责全部的可视化操作。
上位机软件总体功能,如图3-1所示。
图3-1 系统整体框图3.1.3功能模块上位机软件由账户设置、实时数据显示、历史数据数查询,和设备管理功能模块组成四大功能模块。
(1)账户管理账户管理是为用户提供的一个方便快捷的管理界面,包括基本功能用户名更改,登入密码更改,绑定QQ、邮箱等,其中最为重要的是API KEY生成功能,API KEY是该上位机平台识别底层设备的一个序号,通过该序号即可准确的识别室内不同房间,如卧室、厨房、客厅、卫生间等分布在不同地方的传感器。
如图3-2所示为账户管理界面。
图3-2 账户管理界面(2)实时数据显示实时数据显示界面主要功能是显示当前时刻节点发送过来的数据,通过该数据可以实时查询室内甲醛浓度,方便快捷如图3-3所示。
(3)历史数据数查询通过历史记录功能,用户可以查询前一个月内节点发送过来的数据,方便对大量的实测数据进行分析处理,如图3-4所示。
图3-4 历史数据数查询(4)设备管理设备管理又由增加新设备和对已注册设备进行管理两部分组成,用户可以随时在原有基础上增加新增添的传感器设备,并进行数据显示,方便对对设备同时进行管理,如图3-5所示。
图3-5 新增设备设备管理界面主要功能就是对已加入设备进行详细的描述,具体包括设备名称、设备备注、标签、所在位置、经度纬度等,通过设备管理界面,用户可以清楚地知道自己所布置的传感器设备的所有信息,如图3-6所示。
图3-6 设备管理界面数据保存采用MySQL数据库,MySQL是最流行的关系型数据库管理系统,它是一种关联数据库管理系统,关联数据库将数据保存在不同的表中,而不是将所有数据放在一个大仓库内,这样就提高了速度并增加了灵活性。
MySQL所使用的SQL语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。
上位机软件系统通过PHP技术针对网络上传的数据进行处理,导出存储在MySQL的数据并进行整合生成动态的曲线图,系统网络连接则显得尤为重要。
网络数据处理技术主要任务是数据的接收,数据的解析。
通过网关上传到服务器,存储到数据库中,利用数据库的数据,生成相应的折线图,将节点开始监测的数据到当前监测的数据进行显示,使用户能实时观察到室内环境甲醛浓度信息,从而减少人工观测的复杂性和不确定性,如图3-7所示。