基于物联网的温湿度信息采集系统设计..
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基于物联网的智能农业环境监测系统设计与开发智能农业环境监测系统是一种基于物联网技术的应用解决方案,它通过传感器网络、数据采集与分析平台等技术手段,实时监测和控制农业生产环境,为农业生产提供科学的数据支持和智能化的决策依据。
本文将介绍智能农业环境监测系统的设计与开发,包括系统架构、关键技术和应用场景等方面。
一、系统架构设计智能农业环境监测系统的设计主要包括传感器网络、数据采集与传输、数据存储与分析、用户界面等组成部分。
1. 传感器网络:在农田内设置各种传感器,如土壤湿度传感器、温湿度传感器、光照传感器等,用于采集农田的环境数据。
这些传感器通过无线传输技术与数据采集终端进行通信,并将采集到的数据传输至后端数据存储与分析平台。
2. 数据采集与传输:数据采集终端通过无线通信技术接收传感器采集到的数据,并将数据通过互联网传输至后端数据存储与分析平台。
可以采用Wi-Fi、蜂窝网络或LoRa等通信方式,根据实际需求选择合适的传输方式。
3. 数据存储与分析:后端数据存储与分析平台对采集到的农田环境数据进行存储、处理和分析。
可以利用云计算和大数据技术搭建强大的数据处理和分析平台,通过算法模型对数据进行分析,提取有价值的信息和预测模型。
4. 用户界面:用户通过手机应用、网页等方式访问智能农业环境监测系统,实时查看农田环境数据、查询历史数据、设置告警阈值等。
用户界面应该具有友好的交互体验,方便用户使用和操作。
二、关键技术介绍1. 传感器技术:传感器是智能农业环境监测系统的数据源,可以选择市场上成熟的土壤湿度传感器、温湿度传感器、光照传感器等。
传感器的选择应根据农作物的特点和需求进行合理配置,以确保采集到的数据准确可靠。
2. 数据采集与传输技术:数据采集终端需要具备无线通信能力,可以选择使用Wi-Fi、蜂窝网络或LoRa等通信方式。
LoRa技术适用于广域低功耗的传输场景,能够实现长距离传输和低功耗的要求,适合农田环境监测系统的应用。
基于物联网技术智慧宿舍系统的设计1. 系统设计概述随着物联网技术的快速发展,智慧宿舍系统已经成为了现代校园管理的重要组成部分。
本文档旨在设计一个基于物联网技术智慧宿舍系统,以提高宿舍管理的效率和舒适度,为学生提供一个安全、便捷、舒适的居住环境。
本系统主要包括以下几个模块:智能门禁系统、智能照明系统、智能环境监测系统、智能安防系统、智能家电控制系统以及数据采集与分析系统。
通过这些模块的相互协作,实现对宿舍内各种设备的远程控制、实时监控和数据分析,从而提高宿舍管理的水平。
智能门禁系统采用射频识别(RFID)技术,通过学生卡或指纹识别的方式实现宿舍门的自动开启和关闭。
系统还具备远程开锁功能,方便管理人员在紧急情况下对宿舍进行临时开放。
智能照明系统通过传感器感知室内光线强度,自动调节灯光亮度,实现节能环保的目的。
系统还支持语音控制和手机APP远程操控,方便学生随时随地调整灯光。
智能环境监测系统包括温湿度传感器、空气质量传感器等,实时监测宿舍内外的温度、湿度和空气质量,并通过显示屏展示给学生和管理人员。
一旦发现异常情况,系统会自动报警通知相关人员进行处理。
智能安防系统包括视频监控摄像头、入侵报警器等设备,实时监控宿舍内外的安全状况。
一旦发生异常情况,系统会立即发送警报通知管理人员和学生,确保宿舍的安全。
智能家电控制系统可以实现对宿舍内各类家电设备的远程控制,如空调、热水器等。
学生可以通过手机APP随时调整家电的使用状态,实现节能环保和个性化需求的满足。
数据采集与分析系统通过对宿舍内各种设备的实时数据进行采集和分析,为管理人员提供决策依据。
通过对数据的挖掘和分析,可以发现宿舍管理中存在的问题,为优化管理措施提供有力支持。
1.1 项目背景随着科技的不断发展,物联网技术已经在各个领域取得了显著的成果。
在宿舍管理方面,物联网技术的应用可以提高宿舍的管理效率,改善学生的居住环境,提升学校的整体形象。
本项目旨在设计一套基于物联网技术的智慧宿舍系统,通过实时监测、数据分析和智能控制等手段,实现对宿舍内环境、设施设备和学生行为的全面监控和管理,为学生提供一个安全、舒适、便捷的生活空间。
基于物联网技术的智慧物流系统设计与实现智慧物流系统已经成为当今物流业发展的趋势。
借助物联网技术,智慧物流系统能够实时获取货物信息、优化运输路径、提高运输效率,并为用户提供更加便捷的物流服务。
本文将从系统设计和实现两个方面讨论基于物联网技术的智慧物流系统。
一、系统设计1.系统架构设计:基于物联网技术的智慧物流系统主要由传感器、网络通信、数据处理和用户界面四部分组成。
传感器负责采集货物的关键信息,网络通信模块将数据传输到数据处理中心,数据处理模块对数据进行处理和分析,用户界面提供用户使用系统的界面。
2.传感器选择:选择合适的传感器是智慧物流系统设计的重要一环。
例如,温度传感器用于监测货物温度,湿度传感器用于监测货物湿度,加速度传感器用于监测货物的振动情况等。
根据具体需求选择不同类型的传感器。
3.网络通信:智慧物流系统通过物联网技术进行数据传输。
可以使用Wi-Fi、蓝牙、NFC等无线通信技术,也可以使用有线通信技术如以太网。
根据实际情况选择合适的通信方式。
4.数据处理:物联网技术使得大量数据可以快速地收集和传输,因此合理的数据处理方法非常重要。
可以使用云计算技术进行数据存储和分析,通过建立物联网云平台,实现数据的实时监控和分析,对异常情况进行预警和处理。
5.用户界面:用户界面是用户与智慧物流系统进行交互的重要通道。
设计友好、直观的界面,提供查询货物状态、查看运输路径、预约运输等功能,使用户能够方便地使用系统。
二、系统实现1.传感器安装:根据设计需求,将传感器安装在关键位置。
例如,温度传感器可以安装在货物容器内部,湿度传感器可以安装在仓库或运输车辆中等。
2.数据传输:配置传感器和网络通信模块,确保传感器所采集的数据能够通过网络传输到数据处理中心。
可以使用无线通信技术或有线通信技术,根据具体情况选择合适的方式。
3.数据处理:使用数据库管理系统存储传感器采集的数据,并通过云计算技术进行实时处理和分析。
提供数据监控和预警功能,帮助用户及时发现和解决问题。
基于物联网的智能农业监测与管理系统设计与实现随着物联网技术的快速发展,智能农业的概念逐渐被提出和广泛应用。
基于物联网的智能农业监测与管理系统可以实现对农作物生长环境的实时监测和远程管理,提高农业生产的效率和质量。
本文将介绍智能农业监测与管理系统的设计和实现过程。
一、系统需求分析设计智能农业监测与管理系统前,首先需要明确系统的需求。
智能农业监测与管理系统的主要目标是提供对农作物生长环境的监测和管理,并能够及时预警和远程调控。
根据这一需求,系统应具备以下功能:1. 农作物生长环境监测:包括温度、湿度、光照、土壤湿度等参数的实时监测。
2. 预警和报警功能:当农作物生长环境出现异常时,系统能够及时发出警报并提供相应的处理建议。
3. 远程控制和调控:系统可以通过远程控制设备对农作物生长环境进行调控,如自动灌溉、自动施肥等。
4. 数据分析和决策支持:系统能够对监测数据进行分析,提供决策支持和优化建议。
二、系统架构设计基于物联网的智能农业监测与管理系统由传感器、数据传输、数据存储、数据处理、用户界面等组成。
以下是系统架构的设计:1. 传感器:用于监测农作物生长环境的传感器,包括温湿度传感器、光照传感器、土壤湿度传感器等。
2. 数据传输:将传感器采集到的数据通过无线通信方式传输给数据处理中心。
可以使用无线传感网络技术,如LoRa、NB-IoT等。
3. 数据存储:将传感器采集到的数据存储到云平台或本地数据库中,以便后续的数据处理和分析。
4. 数据处理:对采集到的数据进行处理和分析,提取有价值的信息,并生成报警信息和决策支持。
5. 用户界面:提供用户操作界面,用户可以通过界面查看农作物生长环境的监测数据、接收报警信息和进行远程控制。
三、系统实现系统的实现可以分为硬件部分和软件部分。
1. 硬件部分:硬件部分包括传感器、数据传输模块、控制设备等。
a. 选择合适的传感器:根据农作物的需求和监测目标选择合适的传感器,确保监测参数的准确性和可靠性。
基于物联网技术的智能冷链物流管理系统设计与实现物联网技术的快速发展为物流管理领域带来了全新的机遇与挑战。
在冷链物流管理中,高效的温度控制是确保货物在运输和储存过程中保持新鲜和安全的重要环节。
本文将介绍一个基于物联网技术的智能冷链物流管理系统的设计与实现,该系统结合了传感器、数据分析和远程监控等技术,旨在提高冷链物流管理的效率和准确性。
1. 系统概述智能冷链物流管理系统通过与货车、仓库和传感器等设备的互联互通,实现对温度、湿度等关键指标的实时监测和控制。
系统将采集到的数据上传至云平台,并通过数据分析和算法处理,实现对货物的追溯和自动化控制,有效保障冷链物流的品质与安全。
2. 硬件设计系统的硬件设计主要包括传感器节点和物联网网关。
传感器节点负责监测温度、湿度等环境数据,并将数据通过无线通信协议上传至物联网网关。
物联网网关负责与传感器节点进行通信,并将数据传输至云平台。
通过合理布置传感器节点,可以实现对整个冷链物流环境的全面监控。
3. 软件设计智能冷链物流管理系统的软件设计主要包括数据存储与分析、远程监控和报警等功能。
系统将上传的数据存储在云平台的数据库中,并通过数据分析和算法处理,实现对货物的追溯、质量评估和风险预测等功能。
同时,系统可以通过远程监控界面实时查看仓库和货车的温湿度信息,并实时报警,确保货物在运输和储存过程中始终处于安全状态。
4. 系统实现系统的实现需要经过几个关键步骤。
首先,根据冷链物流管理的需求,确定传感器节点的位置和布置方案,并选择适合的传感器类型。
其次,设计物联网网关的硬件和软件,实现与传感器节点的通信和数据传输。
接着,搭建云平台,设计数据库结构,实现数据的存储和分析。
最后,通过开发远程监控界面和报警系统,实现对冷链物流的实时监控与管理。
5. 系统优势与挑战智能冷链物流管理系统的设计与实现,具有以下优势和挑战。
首先,系统可以实现对冷链物流环境的全面监控,提高温度控制的准确性和稳定性,降低货物损坏的风险。
基于物联网的智能家居控制系统设计与开发智能家居控制系统是现代科技的成果之一,它通过物联网技术实现了人们对家庭环境的智能化控制。
本文将介绍基于物联网的智能家居控制系统的设计与开发,包括系统架构、关键技术、开发步骤以及应用场景等方面的内容。
一、系统架构设计基于物联网的智能家居控制系统由物理层、传输层、网络层和应用层组成。
物理层主要包括感知节点、执行节点和网关。
感知节点负责采集家庭环境的各种参数,如温度、湿度、光照等;执行节点负责控制家庭设备的开关和调节;网关作为传输数据的桥梁,将感知节点和执行节点与云服务器连接起来。
传输层负责数据的传输和通信协议的选择,网络层负责路由和数据转发,应用层负责用户交互和智能决策。
二、关键技术1. 物联网通信技术:智能家居控制系统需要通过物联网实现各个节点之间的通信,可采用无线技术如Wi-Fi、蓝牙、NFC等,也可使用有线技术如以太网、电力线通信等。
根据实际需求选择合适的通信技术,确保稳定可靠的数据传输。
2. 传感器技术:感知节点需要使用各种传感器来采集环境参数。
常用的传感器有温湿度传感器、光照传感器、人体红外传感器等。
传感器的选择要考虑到精度、灵敏度、可靠性等因素。
3. 嵌入式系统开发:智能家居控制系统的感知和执行节点通常采用嵌入式系统进行开发。
嵌入式系统要选择合适的硬件平台和操作系统,并进行驱动开发和应用程序的编写。
同时,还需要考虑系统的实时性和稳定性,提高用户体验。
4. 云计算与大数据技术:智能家居控制系统的数据需要进行存储和分析,云计算和大数据技术能够提供高效可靠的数据处理能力。
通过云服务器将智能家居控制系统与用户的手机或电脑连接起来,实现远程控制和数据监控。
三、开发步骤1. 系统需求分析:明确智能家居控制系统的功能需求和性能要求,包括支持的设备类型、操作界面、用户权限管理等。
2. 系统设计:根据需求分析结果设计系统的架构和模块划分,选择合适的技术方案。
3. 硬件开发:根据系统设计的硬件架构,选择合适的硬件平台,开发感知节点、执行节点和网关。
基于物联网的环境监测系统设计一、引言随着科技的迅猛发展,物联网技术逐渐渗透到各行各业,环境监测也不例外。
基于物联网的环境监测系统以其高效、智能、精准的特点,得到了广泛应用和重视。
本文将探讨基于物联网的环境监测系统的设计原理、关键技术和未来发展趋势。
二、系统设计原理基于物联网的环境监测系统由传感器网络、数据采集、数据传输和数据处理四个模块组成。
传感器网络负责感知环境参数,数据采集模块负责采集传感器数据,数据传输模块负责将采集到的数据传输到云端或本地服务器,数据处理模块负责分析处理数据并生成相应报告和警示信息。
三、关键技术1. 传感器技术:传感器是环境监测系统的核心组成部分,负责感知环境参数。
需要根据监测项的不同选择相应的传感器,如温湿度传感器、气体传感器、光照传感器等。
其中,传感器的准确性、灵敏度和稳定性至关重要。
2. 网络通信技术:物联网环境监测系统需要将数据传输到远程服务器进行处理和存储。
因此,网络通信技术的选择和部署是至关重要的决策。
常用的通信技术包括有线通信技术(如以太网)和无线通信技术(如Wi-Fi、蓝牙、LoRa等)。
根据监测区域的特点和监测需求,选择合适的通信技术。
3. 数据处理与分析技术:采集到的环境监测数据需要进行处理和分析,以便为用户提供实时的监测结果和预警信息。
数据处理与分析技术包括数据清洗、数据存储、数据挖掘和数据可视化等方面。
其中,数据挖掘技术可以帮助用户发现环境中的异常情况和趋势,提前做出相应的应对措施。
四、系统设计流程基于物联网的环境监测系统设计流程如下:1. 确定监测需求:根据具体场景和应用需求,确定监测的参数和监测区域。
2. 选择传感器:根据监测需求选取合适的传感器,保证数据的准确性和可靠性。
3. 网络通信:选择合适的网络通信技术,将传感器采集到的数据传输到服务器中进行存储和处理。
4. 数据处理与分析:对采集到的数据进行清洗、存储、分析和可视化,生成相应的报告和警示信息。
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。
基于物联网技术的环境监测与预警系统设计随着科技的不断进步和社会的快速发展,环境保护的重要性日益突显。
为了更好地保护和管理环境资源,提早预警各种环境灾害和污染事件的发生,基于物联网技术的环境监测与预警系统应运而生。
本文将探讨物联网环境监测与预警系统的设计原理和关键技术。
1. 系统设计原理基于物联网技术的环境监测与预警系统主要由三个部分组成:环境监测设备、数据传输通信网络和数据处理与分析平台。
环境监测设备用于收集环境数据,数据通过数据传输通信网络传送到数据处理与分析平台,进一步进行数据处理和分析,从而实现对环境完成实时监测和预警功能。
2. 环境监测设备环境监测设备是物联网环境监测与预警系统的核心部件,用于收集环境参数信息,如温度、湿度、气体浓度等。
这些设备通常具有高精度、高稳定性和长寿命的特点。
常用的环境监测设备包括温湿度传感器、气体传感器和水质传感器等。
这些设备可以通过有线或无线方式与数据传输通信网络连接,实现数据的实时传输。
3. 数据传输通信网络数据传输通信网络是物联网环境监测与预警系统的中间层,用于连接环境监测设备和数据处理与分析平台。
数据传输通信网络的设计需要考虑到传输距离、带宽、安全性和可靠性等因素。
常见的数据传输通信网络包括有线网络和无线网络。
有线网络通常采用以太网或专用通信线路进行数据传输,而无线网络则包括Wi-Fi、蓝牙、LoRa等技术。
根据具体的应用场景和需求,可以选择合适的通信网络。
4. 数据处理与分析平台数据处理与分析平台是物联网环境监测与预警系统的核心部分,负责接收并处理来自监测设备的数据。
其主要功能包括数据存储、数据分析、预警决策和报警输出等。
数据处理与分析平台可以利用数据挖掘、机器学习和人工智能等技术提取有用的信息,并生成相应的预警结果。
预警结果可以通过手机APP、短信、邮件等形式及时通知相关人员,以便及时采取相应的措施。
5. 系统设计考虑的关键技术在物联网环境监测与预警系统的设计中,需要考虑一些关键技术。
电梯智慧信息采集系统设计方案电梯智慧信息采集系统是一种基于物联网技术的智能化监控系统,它可以实时采集电梯运行中的各种数据信息,帮助维护人员及时掌握电梯的运行状态和故障情况,保障电梯的安全运行。
以下是电梯智慧信息采集系统的设计方案。
一、系统架构电梯智慧信息采集系统由传感器、数据采集设备、数据传输设备、数据处理及存储设备和终端显示设备组成。
1. 传感器:通过安装在电梯内外的传感器,采集电梯运行状态的各种数据信息,包括电梯楼层、载重重量、温湿度、接触门状态、电梯速度等。
2. 数据采集设备:负责将传感器采集到的数据进行处理和处理,将数据转换为数字信号,并进行数据格式化和编码。
3. 数据传输设备:将采集到的数据通过无线网络或有线网络传输到数据处理及存储设备,确保数据的及时传输和高效性能。
4. 数据处理及存储设备:对传输过来的数据进行处理和分析,并存储到数据库中,以便后续查询和分析。
5. 终端显示设备:通过电脑、手机或其他终端设备,实时显示电梯运行状态和故障情况,以便用户和维护人员查看。
二、功能需求1. 运行状态监测:实时监测电梯的楼层、速度、载重等运行状态,及时反馈给用户和维护人员。
2. 故障诊断:通过数据分析,对电梯的故障进行诊断和分析,及时发现和解决故障问题。
3. 预警通知:当电梯发生异常情况或故障时,系统能够及时发出预警通知,通知相关人员进行处理。
4. 数据分析:通过积累和分析电梯数据,了解电梯的运行情况和故障状况,提供有关电梯维修和保养的建议和决策支持。
5. 远程控制:系统支持对远程电梯进行监控和控制,实现对电梯的远程开关、停机等控制操作。
三、技术实现1. 传感器选择:根据实际需求选择合适的传感器,如温湿度传感器、物体检测传感器、重量传感器等,保证传感器的准确度和稳定性。
2. 数据采集:采用嵌入式系统进行数据采集和处理,通过将数据转换为数字信号,实现对电梯运行状态的数据采集。
3. 数据传输:利用无线网络或有线网络传输数据,确保数据的及时传输和高效性能。
基于物联网技术的智能家居系统设计与实现智能家居系统是一种利用物联网技术连接家庭各种设备和系统,实现智能化控制和管理的系统。
基于物联网技术的智能家居系统设计与实现可以有效提升家庭生活的便利性、舒适性和安全性。
以下是关于智能家居系统设计与实现的详细内容。
一、智能家居系统设计原理和架构1. 原理:智能家居系统通过传感器采集环境数据,经过传输和处理后,控制器根据预设的规则和用户需求,调节设备状态,实现对家庭设备和系统的智能化控制。
2. 架构:智能家居系统的主要组成部分包括传感层、传输层、处理层和应用层。
传感层负责采集数据,传输层将数据传输到处理层,处理层进行数据处理和决策,应用层负责用户界面和设备控制。
二、智能家居系统的主要功能1. 环境感知与控制:通过温湿度传感器、光感传感器等感知环境信息,并自动调节空调、照明等设备,提高生活舒适度和节能效果。
2. 安防监控与报警:利用摄像头、烟雾传感器、门磁传感器等实现对家庭安全的监控和报警功能,及时发现异常情况并提示用户。
3. 能源管理:通过智能电表和电器控制器实现对家庭电力消耗的实时监测和控制,优化能源使用,降低能源浪费。
4. 远程操控与监控:用户可以通过智能手机、平板电脑等远程设备,实时操控和监控家庭设备,随时随地享受智能生活。
5. 健康监测与辅助:智能家居系统可以集成健康监测设备,如心率监测器、血压计等,为用户提供健康状况的实时监测和辅助。
三、智能家居系统的实现技术和关键问题1. 通信技术:智能家居系统中各设备之间需要通过无线通信或有线通信进行数据传输,常用的通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等。
2. 数据处理和决策算法:传感器采集到的数据需要经过处理和分析,通过合适的算法进行决策,实现智能化控制。
3. 设备互联与集成:不同厂商的智能设备可能使用不同的协议和接口,需要进行设备互联和集成,确保系统的兼容性和可扩展性。
4. 安全与隐私保护:智能家居系统涉及到用户的个人信息和家庭安全,需要采取合适的安全措施,防止数据泄露和系统被黑客攻击。
120907 农林学论文基于物联网云平台的智慧农业温室系统设计中图分类号:TP391.4 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2017)05-00-040 引言农业是中国最传统的基础产业,物联网技术的出现提升了农业生产效率,通过信息技术对地块的土壤、肥力、气候等进行大数据分析,然后据此提供与种植、施肥相关的解决方案,大大提升了农业生产效率。
基于精准的农业传感器进行实时监测,利用云计算、数据挖掘等技术进行多层次分析,并将分析指令与各种控制设备进行联动完成农业生产、管理。
这种智能机械代替人的农业劳作,不仅解决了农业劳动力日益紧缺的问题,还实现了农业生产的高度规模化、集约化、工厂化,提高了农业生产对自然环境风险的应对能力,使弱势的传统农业成为具有高效率的现代产业[1]。
本设计采用国内流行的TLink物联网云平台,基于意法半导体STM32最小系统,ZigBee无线传感网络芯片、WiFi芯片、GSM模块以及农业数据采集传感器,实现用户通过手机客户端或网页客户端实时查询农业现场传感器信息以及对农业现场的通风、加湿等设备进行控制[2]。
1 系统整体设计该系统由客户端、TLink物联网云平台、网关、节点组成。
系统整体框图如图1所示。
客户端分为手机端和网页端,可以实时查看传感器信息,TLink物联网云平台作为一个开放的公共物联网接入平台[3],通过给用户提供开放的API接口使传感器数据的接入、存储和展现更加方便简单。
网关基于STM32嵌入式最小系统可实现多种网络协议的转换[4],主要有无线传感网络ZigBee协议、无线局域网WiFi协议和第二代全球移动通信GSM协议。
节点同样基于STM32嵌入式最小系统搭建ZigBee无线传感网络,实时采集传感器信息并上传[5]。
2 系统硬件设计网关是本系统的核心控制部分。
网关以STM32F103RBT6为主控芯片,最多可支持五路串口,在STM32最小系统搭载HLK-RM04 WiFi模块、CC2530 ZigBee协调器模块、SIM900A GSM模块。
基于ZigBee技术的物联网系统设计摘要:针对物联网的迅速发展,提出高校有必要建立其应用的实验实训场所。
设计了一个基于ZigBee协议的实验系统,包括系统总体功能,软硬件设计及测试结果。
实地测试了系统性能,测试结果证明系统运行状态良好。
关键词:物联网ZigBee协议CC2530 实验系统A Iot system design based on ZigBeeAbstract:It is indispensable to establish an experiment coach concourse with the dramatic development of the internet of things.This paper describes an experiment system based on the ZigBee protocol,including the system entire function,hardware design,software design as well as the test result.The performance of the system has been tested.The test results state that the system is in motion. The system can provide a valid certification to the experiment of the internet of things.Key Words:Internet of Things;ZigBee protocol;CC2530;Experimental system物联网是继互联网之后的又一次信息产业革命性发展,近年来,物联网的应用领域迅速增加。
ZigBee技术符合IEEE802.15.4标准,工作在2.4G免申请频段,是物联网关键技术中不可缺少的一部分。
0 引言随着农业与科技的迅速发展,智慧农业受到重视。
中国各地政府都将高新技术农业的研发放在了首位,其中智能化大棚已经成为发展重点,中国农民也逐渐由传统粗犷式的劳作方式向精耕细作的方向发展,高新技术在农业中的运用也越来越重要,能够节约能耗,从而实现经济增效、利国利民[1-4]。
提升农业生产效率,促进农村大棚现代化运营,是为了改善中国农村的劳动力短缺、物质资源匮乏的问题。
通过精耕细作,使土地利用合理化,最大程度地保障了农户收益,实现农业耗能最低化,从而达到可持续发展的目标,造福国家和人民[5-6]。
各级人民政府可以采用数据共享管理、设立大棚作物监测中心的方法,利用数据和图像信息监控大棚栽培状况,收集农民信息,向农民发布经济信息,实现双方信息共享,使信息上下传达更加迅捷流畅,最终增加农民收入,充分体现了信息惠农的理念[7-11]。
实时采集、传输和处理农业大棚环境参数是实现智慧农业的关键技术之一。
一般来说,农业生产基地和监测中心或大数据服务器之间距离较远,所需要传输的数据量较大。
无线通信传输技术具有数据传输安全可靠、网络节点支持多、成本低廉、兼容性强等特点。
本文设计了一个基于蓝牙技术的农业大棚数据采集系统,系统通过光照传感器模块、温湿度传感器模块等采集数据并传送给STM32F103ZET6和STM32F103C8T6主控系统,采用蓝牙技术组网进行通信传输,通过手机APP实现对大棚的环境进行远程实时监测和参数设置。
1 系统总体方案1.1 系统功能分析数据采集功能:通过安装环境温湿度传感器收集环境温湿度数据,安装光照强度传感器采集光照强度数据,以此来实现农业大棚环境数据的采集。
无线通信功能:该功能需要依靠蓝牙通信模块将农业大棚内的节点采集到的环境数据进行传输。
APP显示及控制阈值功能:通过APP实现农业大棚环境数据的显示和阈值的控制,除此之外还要实现在环境数据的值超过设定的阈值时进行告警。
因此,APP需要通过蓝牙获取到单片机上传感器采集到的数据,并对数据进行分析判断,如果超出阈值还要在手机上以弹出通知栏的形式通知使用者当前农业大棚的环境存在异常需要及时处理。
基于物联网的环境监测系统研究与设计随着科技的不断进步,物联网技术得到了快速的发展并应用到各个领域中。
其中,基于物联网的环境监测系统受到了越来越多的关注。
这种系统可以通过网络连接多个传感器,实现对环境参数的实时监测和数据分析,为环境保护和人类健康提供支持和帮助。
本文将围绕着这个主题,探讨基于物联网的环境监测系统的研究与设计。
一、系统的需求与功能在设计环境监测系统之前,我们需要明确该系统的需求和功能。
环境监测系统的主要目的是实时测量环境参数,以及对环境进行分析和处理。
因此,该系统需要满足以下几个方面的需求:1. 数据采集:系统需要可以连接多个传感器来采集各种环境参数。
传感器可以是气象站、PM2.5传感器、CO2传感器、湿度传感器等等。
同时,数据采集需要实现实时、准确、稳定等要求。
2. 数据通信:系统需要能够通过网络将采集到的数据传输到云端进行处理。
通信连接可以使用无线方式,例如WIFI、蓝牙或NB-IoT等。
3. 数据存储:系统需要能够将采集到的数据进行存储,以便进一步的分析和处理。
数据存储可以使用本地数据库或云端存储服务。
4. 数据分析:系统需要能够对采集到的数据进行分析和处理,以获取有价值的信息。
分析的方式可以包括机器学习、数据挖掘等技术。
二、系统的架构设计系统的架构设计是实现系统目标的关键。
基于物联网的环境监测系统的架构设计通常可以分为三层。
从下至上分别为传感器层、传输层和应用层。
1. 传感器层:传感器层是整个系统的底层,负责采集各种环境参数。
传感器可以是物理传感器或虚拟传感器。
物理传感器包括温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、CO2传感器、甚至是图像传感器等。
虚拟传感器使用模型来估计和预测某些环境参数。
2. 传输层:传输层是连接传感器层和应用层的桥梁。
它负责数据的传输和通信,实现传感器层与应用层之间的数据交换。
传输层通常使用Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa等技术。
3. 应用层:应用层是整个系统的最高层,负责数据处理、应用开发和用户接口等。
基于物联网技术的冷链物流监测与控制系统设计随着物联网技术的飞速发展,冷链物流监测与控制系统因其在冷链物流领域的重要性而得到广泛关注和应用。
本文将详细介绍基于物联网技术的冷链物流监测与控制系统的设计原理、核心模块和技术特点,以及其在实际应用中的优势和挑战。
冷链物流是指在物流过程中对温度敏感的商品进行特殊的运输方式。
冷链物流的主要目标是保持货物在规定的温度范围内,以确保商品的质量和安全性。
传统的冷链物流监测与控制方法通常依赖于人工监测和调控,存在监测数据不准确、反应慢等问题。
而基于物联网技术的冷链物流监测与控制系统能够实时监测温度、湿度等参数,提供数据分析和预警功能,为冷链物流过程提供了更高效、精确的监控和控制手段。
基于物联网技术的冷链物流监测与控制系统设计的核心是感知与控制模块、通信模块和数据处理与分析模块。
感知与控制模块主要包括温湿度传感器、GPS定位模块和运输车辆控制装置等设备,用于实时获取货物的温度、湿度等参数,并控制车辆的运行状态。
通信模块利用无线传感器网络或移动通信技术,将采集到的数据传输到数据处理与分析模块。
数据处理与分析模块对采集到的数据进行处理、分析和存储,并提供实时监测数据、告警信息等。
基于物联网技术的冷链物流监测与控制系统具有以下特点:首先,实时监测和追踪功能。
通过物联网技术,货物的温度、湿度等参数可以实时监测,并结合GPS定位技术可以追踪货物的位置,提高了冷链物流的可追溯性和防护能力。
其次,数据分析和预警功能。
系统可以对监测到的数据进行实时处理和分析,根据设定的阈值预警,一旦温度超出安全范围,系统将及时发送警报,提醒相关人员采取措施,避免货物受损。
再次,智能控制和优化决策功能。
系统可以根据实时监测到的数据对运输车辆进行智能控制,如调整车速、控制冷藏车的制冷系统等,以优化冷链物流过程,提高运输效率和货物质量。
此外,基于物联网技术的冷链物流监测与控制系统还能够实现远程监控和管理。
基于物联网的智能家居控制系统设计与实现摘要智能家居是网络繁华的这个家庭网络化时代的体现,已成为网络信息社会发展的一个重要组成部分,然而,物联网是各种信息结合的枢纽,是智能家居行业发展的伟大突破,对于智能家居行业具有非常重大的意义。
本文系统构造容易实现,容易操作,是现在化的大众设计理念,本设计采用STC89C52单片机为核心,一个控制端,控制多个模块,包括蓝牙,按钮,网络接口等模块来控制家电。
本文描述的硬件设计和软件设计两个部分来具体实现,第五章最后根据设计好的功能,搭建一个建议模型模块。
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关键词:物联网、智能家居、蓝牙、STC89C52、多模块控制The design and implementation of intelligent control system聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
based on IOT Home FurnishingAbstractSmart Home as the implement mode of Family Information has become an important part of the social information development .The networking because of its huge prospect to develop .It will be a real way during the Smart Home`s development .Networking means a lot to the Smart Home .This article base on the design concept of trying to use easiest way to deliver handle and closing to use .We take the STC89C52 as the control core of the design .The relay as the control terminal mean .While we also use the trared remote control key webpage etc to control the home appliances . Two to four chapters of this paper describes the design of software and hardware to achieve the specific. Chapter V is based on features designed to build a specific environment instance.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
基于物联网的智能家居系统设计与实现智能家居系统是基于物联网技术的一种家庭自动化系统,通过将各种家居设备、家庭电器和传感器连接到互联网,实现设备之间的互联互通和智能控制。
本文将介绍基于物联网的智能家居系统的设计与实现。
一、系统设计1.系统架构设计智能家居系统的架构设计可以分为三层:感知层、网络层和应用层。
感知层:该层由各种传感器和执行器组成,用于感知环境和控制家居设备。
常用的传感器有温度传感器、湿度传感器、光照传感器等,执行器有开关、灯泡、空调等。
感知层将采集到的数据传输到网络层。
网络层:该层负责将感知层采集到的数据传输到云端服务器,并接收来自云端服务器的控制指令。
可以使用无线通信技术如Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee等来实现设备间的通信。
应用层:该层是系统的核心,用于处理用户的请求和控制家居设备。
用户可以通过手机App、智能音箱等设备来控制家居设备,如开关灯、调节室温等。
2.功能设计智能家居系统可以提供多种功能,如远程控制、智能化管理、安全监控等。
远程控制:用户可以通过手机App随时随地远程控制家居设备,如查看家里的摄像头、开关门窗等。
智能化管理:系统可以根据用户的习惯和需求,智能地管理家居设备,如根据天气情况自动调节室温、定时开关灯等。
安全监控:系统可以连接家庭安防设备如门禁系统、摄像头等,实时监控家里的安全状况,并及时报警。
二、系统实现1.硬件设备选择根据系统设计,需要选择合适的硬件设备。
传感器和执行器可以选择市面上常用的型号,如DHT11温湿度传感器、光敏电阻等,执行器可以选择带智能控制功能的开关、灯泡等。
同时需要选择合适的通信模块,如Wi-Fi模块、Zigbee模块等来实现设备间的通信。
2.软件系统开发软件系统开发主要包括前端开发和后端开发。
前端开发:可以使用常见的手机App开发框架如React Native、Flutter等开发手机App,用于用户与系统的交互。
后端开发:后端开发可以使用常见的云服务器如阿里云、腾讯云等,搭建服务器来接收和处理用户请求,同时可以使用数据库来存储设备状态和用户信息。
兰 州 理 工 大 学 计算机与通信学院 2014年春季学期
物联网综合应用实践 课程设计
题 目:基于物联网的温湿度信息采集系统设计 专业班级: 姓 名: 学 号: 指导教师: 成 绩: 2
基于物联网的温湿度信息采集系统设计 摘要
基于物联网的无线传感网络是多学科的高度交叉,知识的高
度集成的前沿热点研究领域。它通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测,感知和采集各种环境或监测对象的信息,这些信息通过无线方式被发送,并以自组多跳的网络方式传送到用户终端无线传感器网络的特性决定了其不需要较高的传输带宽,而要求较低的传输延时和极低的功率消耗。IEEES02.15.4/ZigBee技术是近年来通信领域中的研究热点,具有低成本、低功耗、低速率、低复杂度的特点和高可靠性、组网简单、灵活等优势,逐渐成为无线传感器网络事实上的国际标准。 此次课设设计并实现了用无线传感器网络构成的分布式温度湿度监控系统。 关键词:物联网、信息采集、SHT10、串口通信
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正文: ......................................................................................................... 4 一、前言............................................................................................... 4 二、基本原理 ...................................................................................... 5 2.1 SHT10引脚特性 ..................................................................... 5 2.2 温湿度传感器模块 ................................................................ 8 2.3 CC2530串口通信原理 ........................................................... 9 2.4 Zig Bee 简介 ...................................................................... 10 三、系统分析 .................................................................................... 16 四、详细设计 .................................................................................... 18 4.1硬件设计 ................................................................................ 18 4.2 软件设计 ............................................................................... 21 4.3 设计结构图 ........................................................................... 21 4.4 代码 ....................................................................................... 22 总结 ........................................................................................................... 33 参考文献 ................................................................................................... 34 4
正文: 一、前言 物联网系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可定制,适用于不同应用场合,对功能,可靠性,成本,体积,功耗有严格要求的专用计算机系统。随着生活水平的提高和科学技术发展的需求,人类对环境信息的感知上有了更高的要求,在某些特殊工业生产领域和室内存储场合对环境要求显得特别苛刻;随着物联网技术的发展,为环境环境检测提供了更进一步的保障。 基于物联网的环境信息采集系统包含感知层、传输层、应用层三个层面;传输层常见的有温湿度、烟感、一氧化碳、压力等物联网传感器模块,传输层包括有线通信和无线通信两部分,应用层包括各种终端。 在室内环境监测领域,以物联网技术为基础,结合ZigBee技术可以实现、准确、完整、可靠的反应环境信息,做到实时监控。 基本原理: 湿度传感器和温度传感器采集到数据后,通过给RS232串口增加ZigBee功能,替代设备电缆线进行无线传输,串口传输设计为双向全双工,无硬件流控制,强制允许OTA(多条)时间和丢包重传。本次课设采用的senser节点中烧写EndDeviceEB程序, 5
在协调器中烧写CoordinatorEB程序。在设备绑定时先启动协调器绑定,后启动终端节点绑定,按键SW1用于设备之间绑定,SW2用于启动匹配描述符请求。
二、基本原理 本实验将使用 CC2530 读取温湿度传感器 SHT10 的温度和湿度数据,最后将采样到的数据转换然后在 LCD 上显示。其中对温湿度的读取是利用 CC2530 的 I/O(P1.0 和 P1.1)模拟一个类 IIC 的过程。其中该系统所使用的SHT10是一款高度集成的温湿度传感器芯片,提供全标定的数字输出。它采用专利的CMOSens技术,确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件,并在同一芯片上,与14位的A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接。
2.1 SHT10引脚特性 SHT10 是一款高度集成的温湿度传感器芯片, 提供全标定的数字输出。它采用专利的
CMOSens 技术,确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件,并在同一芯片上,与 14 位的 A/D 转换器以及串行接口电路实现无缝连接。 6
SHT10 引脚特性如下: (1)VDD,GND SHT10 的供电电压为 2.4~5.5V。传感器上电后,要等待 11ms 以越过“休眠”状态。在此期间无需发送任何指令。电源引脚(VDD,GND)之间可增加一个 100nF 的电容,用以去耦滤波。
(2)SCK 用于微处理器与 SHT10 之间的通讯同步。由于接口包含了完全静态逻辑,因而不存在最小 SCK 频率。
(3)DATA 三态门用于数据的读取。DATA 在 SCK 时钟下降沿之后改变状态,并仅在 SCK 时钟上升沿有效。数据传输期间,在 SCK 时钟高电平时,DATA 必须保持稳定。为避免信号冲突,微处理器应驱动 DATA 在低电平。需要一个外部的上拉电阻(例如:10kΩ)将信号提拉至高电平。上拉电阻通常已包含在微处理器的 I/O 电路中。
1、向 SHT10 发送命令: 用一组“ 启动传输”时序,来表示数据传输的初始化。它包括:当 SCK 时钟高电平时DATA 翻转为低电平,紧接着 SCK 变为低电平,随后是在 SCK 时钟高电平时 DATA 翻转为高电平。后续命令包含三个地址位(目前只支持“000”),和五个命令位。SHT10 会以下述方式表示已正确地接收到指令:在第 8 个 SCK 时钟的下降沿之后,将 DATA 拉为电平(ACK 位)。在第 9 个 SCK 时钟的下降沿之后,释放 DATA(恢复高电平)。 7
2、测量时序(RH 和 T): 发布一组测量命令(‘00000101’表示相对湿度 RH,‘00000011’表示温度 T)后,控制器要等待测量结束。这个过程需要大约 11/55/210ms,分别对应8/12/14bit 测量。确切的时间随内部晶振速度,最多有±15%变化。SHTxx 通过下拉 DATA 至低电平并进入空闲模式,表示测量的结束。控制器在再次触发 SCK 时钟前,必须等待这个“数据备妥”信号来读出数据。检测数据可以先被存储,这样控制器可以继续执行其它任务在需要时再读出数据。接着传输2 个字节的测量数据和1 个字节的CRC 奇偶校验。uC 需要通过下拉DATA 为低电平,以确认每个字节。所有的数据从 MSB 开始,右值有效(例如:对于 12bit 数据,从第 5 个SCK 时钟起算作 MSB; 而对于 8bit 数据, 首字节则无意义)。用 CRC 数据的确认位,表明通讯结束。如果不使用 CRC-8 校验,控制器可以在测量值 LSB 后,通过保持确认位 ack 高电平, 来中止通讯。在测量和通讯结束后,SHTxx 自动转入休眠模式。
3、通讯复位时序: 如果与 SHTxx 通讯中断,下列信号时序可以复位串口:当 DATA 保持高电平时,触发SCK 时钟 9 次或更多。在下一次指令前,发送一个“传输启动”时序。这些时序只复位串口,状态寄存器内容仍然保留.