基于物联网的温湿度测量系统的研制

发布时间：2017-03-15 23:05

  本文关键词：基于物联网的温湿度测量系统的研制，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：温湿度检测是现代检测技术的重要组成部分,随着工农业的发展,温湿度检测系统在许多领域起到越来越重要的作用,如：安全生产、保证产品质量和节约能源等方面,而且对于检测的要求也越来越高。采用有线传输的方法,会导致系统的灵活性、可扩展性较低,干扰现象严重。在冷链物流跟踪监控等移动场合或偏远地区等网络条件较差的特定场合,传统有线通信集中监控系统往往难以发挥原有的作用。为了解决上述问题,本文设计了一套基于物联网技术的温湿度测量系统。本系统架构分成温湿度记录装置和监控系统两部分。温湿度记录装置作为系统的硬件平台,采用ARM作为核心处理器,通过带有高精度温湿度传感器和GPS定位模块的数据采集终端采集环境温湿度数据,然后经由GPRS无线模块接入Internet,通过TCP/IP连接,将环境温湿度检测数据远程传输至数据库服务器作进一步的处理。监控系统作为系统的上位机,具有对温湿度数据进行实时显示和监控的功能,并能以数据库的形式对数据进行管理。该系统能够有效克服一般监测方式数据传输距离问题的缺陷,具有操作方便、精确度高、扩展性能好等特点,适合在移动场合中进行小数据量的无线传输。本文通过对国内外温湿度测量系统的研究背景和发展状况进行了详细和客观的分析,初步确定了系统的设计目标,提出了系统总体的设计方案。本文首先对系统的整体结构和工作原理进行了介绍,详细分析了无线通信技术、GPS定位技术、温湿度数据采集技术等与本系统相关的关键技术,对系统的设计方案进行了详细的论证,完成系统硬件和软件的模块化设计,详细阐述了系统各部分硬件电路的工作原理以及软件的设计流程。本文最后完成了温湿度记录装置的硬件实现和上位机监控终端的软件开发,并对系统的上位机和下位机进行了整体的功能测试。测试结果表明,该系统能很好地完成温湿度数据的采集和检测,且具有可移动、实时快速、使用方便等特点,能够提高移动场合中数据采集与监测的效率,具有一定的实用价值。
【关键词】：温湿度 GPRS GPS定位 ARM 监控系统
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP274;TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 课题研究背景13-14
• 1.2 国内外研究和应用现状14-15
• 1.3 论文主要研究内容15-17
• 第二章 系统相关技术17-26
• 2.1 温湿度的测量方法17-19
• 2.1.1 温度测量方法的选择17-18
• 2.1.2 湿度测量方法的选择18-19
• 2.2 无线传输技术的选择19-22
• 2.2.1 蓝牙技术19
• 2.2.2 Zigbee网络技术19-20
• 2.2.3 移动通信技术20-21
• 2.2.4 无线通信方式的对比与选择21-22
• 2.3 GPS定位技术22-24
• 2.3.1 GPS系统的组成22-23
• 2.3.2 GPS系统的定位原理23-24
• 2.4 系统总体设计方案24-26
• 第三章 温湿度记录装置的硬件设计26-43
• 3.1 温湿度记录装置硬件结构26
• 3.2 嵌入式微控制器26-28
• 3.3 GPRS通信模块28-31
• 3.3.1 SIMA900A供电模块设计29
• 3.3.2 SIMA900A开关电路设计29-30
• 3.3.3 SIM900A通信接口设计30
• 3.3.4 SIM卡接口设计30-31
• 3.4 GPS定位模块31-33
• 3.5 温湿度传感器模块33-35
• 3.6 LCD触摸屏35-39
• 3.6.1 LCD触摸屏总体结构35-36
• 3.6.2 触摸屏电路设计36-37
• 3.6.3 液晶显示屏电路设计37-39
• 3.7 外围模块设计39-43
• 3.7.1 串口通信模块39-40
• 3.7.2 扩展存储器模块40-41
• 3.7.3 电池充电模块41-43
• 第四章 温湿度记录装置软件设计43-59
• 4.1 记录装置软件总体设计43-47
• 4.1.1 开发环境的选择43
• 4.1.2 开发方式的选择43-45
• 4.1.3 主程序设计45-47
• 4.2 温湿度采集程序47-50
• 4.2.1 SHT11测量时序47-49
• 4.2.2 湿度值的校准49-50
• 4.2.3 温度值的校准50
• 4.3 GPS数据采集程序50-53
• 4.3.1 GPS定位协议介绍50-52
• 4.3.2 GPS定位数据采集流程52-53
• 4.4 GPRS无线数据传输程序53-57
• 4.4.1 无线移动通信的实现方式53-54
• 4.4.2 AT指令及其应用54-55
• 4.4.3 无线数据传输流程55-57
• 4.5 液晶触摸屏程序设计57-59
• 第五章 上位机监控系统设计59-71
• 5.1 开发平台概述59-60
• 5.1.1 C#简介59
• 5.1.2. WCF体系架构简介59-60
• 5.1.3 SQL Server简介60
• 5.2 监控系统总体架构设计60-63
• 5.3 网络通信模块设计63-67
• 5.3.1 TCP协议简介63-64
• 5.3.2 TCP连接的实现过程64-67
• 5.4 应用层协议的设计67-68
• 5.5 其他功能模块设计68-71
• 5.5.1 数据库设计68-69
• 5.5.2 数据显示模块设计69-70
• 5.5.3 报警模块设计70-71
• 第六章 系统测试与结果71-77
• 6.1 温湿度记录装置测试71-73
• 6.2 监控终端测试73-77
• 总结与展望77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-84
• 附录1 微控制器及其外围电路84-85
• 附录2 SIM900A硬件原理图85-86
• 附录3 扩展存储器原理图86-87
• 附录4 温湿度记录装置PCB设计图87-88
• 附录5 模块功能实现算法88-94

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄晓因;;低成本、结构简单的温湿度测量仪的研制[J];电工技术;2003年04期

2 曹柏荣,冯运达,瞿丹晨;无线温湿度测量系统及其应用[J];自动化仪表;2005年07期

3 ;如何正确选购温湿度测量仪表?[J];电子质量;2007年01期

4 李健;张移山;华庆祥;;可组网电子温湿度测量仪的设计与实现[J];计算机测量与控制;2007年03期

5 孟飞;罗爱斌;;多点温湿度测量仪的设计[J];电子技术;2008年01期

6 程序;;高精度温湿度测量系统的设计[J];电子元器件应用;2008年09期

7 孙俊峰;李孝海;;基于无线技术的温湿度测量装置的开发[J];机电工程技术;2010年09期

8 郑淼淼;;基于无线射频技术的温湿度测量系统[J];机电工程技术;2012年10期

9 毕莉娅;;一种高集成温湿度测量系统的研制[J];化学分析计量;2013年04期

10 郑建福,郭晖;智能高精度温湿度测量方法及实现[J];电子技术应用;1987年06期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 施元春;王维俊;葛敏;郭军华;宋宏洲;;一种低功耗数字温湿度测量系统的设计[A];电工理论与新技术2004年学术研讨会论文集[C];2004年

2 刘静民;刘卉;赵铠泽;曲毅;蔡宇辉;;运动鞋温湿度舒适性研究[A];第九届全国体育科学大会论文摘要汇编(2)[C];2011年

3 曲毅;刘卉;刘静民;;温湿度测量仪在鞋舒适性研究中的初步应用[A];第九届全国体育科学大会论文摘要汇编(3)[C];2011年

4 王岩波;乌福华;翁红波;;可修正数显温湿度表的设计与实现[A];2008年江苏省计量测试学术论文集[C];2008年

5 江玉柱;王汝星;李欣;;一种医用温湿度检测仪的研制[A];中华医学会医学工程学分会第七次学术年会论文集[C];2004年

6 高翼飞;车新生;;基于Modbus协议的温湿度采集器设计[A];科学发展与社会责任（A卷）——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年

7 黄军辉;余群;蔡健沁;;单总线方式的在线温湿度测量电路提高精确度方法的探讨[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集（下册）[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 蔡玉英;不懈探索求发展[N];中国档案报;2001年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 郭东平;基于单片机的大棚温湿度监测报警装置的研究与开发[D];西北农林科技大学;2015年

2 杨五忠;基于单片机的仓库温湿度智能测控系统的设计与实现[D];电子科技大学;2014年

3 李钢;基于3G无线通信的远程温湿度监测系统设计[D];西北大学;2015年

4 莫佳荣;基于物联网的温湿度测量系统的研制[D];广东工业大学;2016年

5 黄旭;无线温湿度测量系统的研究与实现[D];苏州大学;2014年

6 甘晓东;温湿度测量系统[D];电子科技大学;2010年

7 丛腾达;棉垛温湿度监测系统设计研究[D];石河子大学;2013年

8 艾R

本文编号：251104