仓库环境远程监控系统的设计与实现

发布时间：2017-08-11 01:25

  本文关键词：仓库环境远程监控系统的设计与实现

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【摘要】：21世纪是信息技术时代,嵌入式技术和物联网技术的快速发展为仓库的监控系统提供了更多的实现方式,本课题在这样的时代背景下提出了一种基于嵌入式设备和ZigBee无线传感网络的仓库远程环境监控的解决方案。本课题为实现仓库的智能化、信息化管理,设计实现了一个基于B/S模式的监控系统。用户通过移动设备或PC远程登录仓库管理系统,通过嵌入式网关向ZigBee无线传感网络发送控制命令,传感网络收到控制命令后执行相应的环境参数采集,并将采集的环境参数发送给远程监控端。该套系统实现了仓库内不同位置的温度、湿度、烟雾的实时监测和库内的视频监控,同时为了达到安全有效的目的,系统还设置了环境参数的阈值,当超过阈值后以报警的方式警示用户注意。本课题的设计分为软件设计和硬件设计。在软件设计方面,使用Linux作为嵌入式设备的操作系统,选用支持通用网关接口(CGGI)适合于嵌入式系统的单任务http服务器BOA作为本系统的服务器,并利用TI公司提供的协议栈组建ZigBee无线传感网络。同时,本课题还用到了web技术中的Ajax技术,通过Ajax的异步刷新功能使传感器采集的环境参数能动态的在用户界面显示,方便用户实时查看。在硬件选材方面,本课题选用的是性能最高、最具功率效率的基于ARMv7架构的Cortex-A8处理器。该处理器的运行主频高达1Ghz,能保证整个系统安全稳定运作。无线传感网络选用的是TI公司推出的ZigBee新一代SOC芯片CC2530,支持IEEE802.15.4/ZigBee/ZigBee RF4CE标准,无线前端是2.4GHz IEEE 802.15.4标准射频收发器,出色的接收器灵敏度和抗干扰能力保证了整个数据采集和发送的准确高效。仓库视频监控选用的是720P高清摄像头和uvc驱动,以视频ip流的形式传输到浏览器,便于用户的实时查看。通过系统测试,整套系统能有效的对仓库环境因子进行实时监控,实现了智能终端的仓库检测和视频监控等功能,并能在环境参数超过阈值警报功能,具有实时、稳定、方便等优点。
【关键词】：ARM ZigBee无线传感技术 视频监控 智能报警
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH692.3;TP277
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-14
• 1.1 课题研究背景与国内外的研究现状11-12
• 1.2 课题的研究目的和研究意义12-13
• 1.3 论文的主要工作和结构安排13-14
• 第二章 相关技术介绍14-20
• 2.1 嵌入式系统技术14-16
• 2.1.1 嵌入式微处理器介绍14
• 2.1.2 嵌入式Linux操作系统14-16
• 2.2 无线组网技术16-19
• 2.2.1 ZigBee技术介绍17
• 2.2.2 ZigBee网络体系结构17-18
• 2.2.3 ZigBee协议中的节点18
• 2.2.4 ZigBee无线网络拓扑结构18
• 2.2.5 ZigBee协议结构18-19
• 2.2.6 Z-Stack协议栈19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 仓库远程监控系统的总体设计方案20-22
• 3.1 仓库监控系统的功能设计20
• 3.2 仓库监控系统的总体结构设计20-21
• 3.3 本章小结21-22
• 第四章 系统平台的硬件设计22-33
• 4.1 嵌入式网关的硬件选型22-26
• 4.1.1 嵌入式S5PV210微处理器22
• 4.1.2 Smart210开发板介绍22-23
• 4.1.3 电源接口和插座23-24
• 4.1.4 串口24
• 4.1.5 用户按键24-25
• 4.1.6 系统存储电路25
• 4.1.7 USB接口电路25-26
• 4.2 ZigBee无线通信模块硬件选型26-29
• 4.2.1 CC2530芯片27
• 4.2.2 协调器节点设计27-29
• 4.2.3 终端节点电路设计29
• 4.3 外围传感器模块选型29-32
• 4.3.1 DS18B20温度传感器29-30
• 4.3.2 DHT11湿度传感器30-31
• 4.3.3 MQ2气体传感器31-32
• 4.4 本章小结32-33
• 第五章 系统平台的软件设计33-52
• 5.1 嵌入式平台的搭建33-38
• 5.1.1 虚拟机装Fedora33-35
• 5.1.2 Linux交叉编译环境的建立35-37
• 5.1.3 mktools工具链的安装37-38
• 5.2 配置编译内核和制作文件系统映像38-39
• 5.2.1 内核的编译配置38-39
• 5.2.2 根文件系统的制作39
• 5.3 Linux系统的安装39-40
• 5.4 web服务器的搭建40-45
• 5.4.1 BOA服务器的移植40-41
• 5.4.2 嵌入式数据库移植41-42
• 5.4.3 CGI程序开发42-45
• 5.5 ZigBee无线通信模块程序设计45-51
• 5.5.1 嵌入式网关与ZigBee网络的串口通信协议设计47-48
• 5.5.2 协调器程序设计48-49
• 5.5.3 终端节点程序设计49-51
• 5.6 远程视频采集的实现51
• 5.7 本章小结51-52
• 第六章 系统调试与结果52-57
• 6.1 用户管理系统登录显示界面的测试52-53
• 6.2 仓库环境参数的实时监测的测试53-55
• 6.3 远程视频监控测试55-56
• 6.4 本章小结56-57
• 第七章 总结与展望57-59
• 7.1 本文总结57
• 7.2 展望57-59
• 参考文献59-62
• 致谢62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 何守才;;数据库系统介绍[J];电子技术;1982年10期

2 杜娟;于微伟;;关于几种Linux桌面操作系统的性能评测[J];微计算机信息;2010年23期

3 李霞,郭井龙,吕荣耀;Linux中的几种安全防护技术[J];信息工程大学学报;2004年01期

4 陈长清,冯玉才,袁磊;国产数据仓库管理系统DM_DW的设计[J];小型微型计算机系统;2002年05期

5 梁椺,于海斌;无线传感器网络物理层协议的研究现状[J];仪器仪表学报;2004年S2期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 杨思源;基于ZigBee的无线监测监控网络系统研究[D];青岛理工大学;2011年

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本文编号：653632