基于嵌入式技术和无线网络的多终端实验室监控系统设计

发布时间：2021-11-22 08:30

　　针对当前实验室管理的不足,提出基于嵌入式技术和无线网络的多终端监控系统设计。该系统包括采集前端、数据处理中心和客户端3部分,通过无线网络实现通信。基于LPC11C14的采集前端采样传输实验室环境信息,接收并执行控制指令。数据处理中心提供了两种环境信息存储方式并根据需要向采集前端发送控制指令调节现场工况。客户端负责对实验室的监控,管理人员通过访问Web服务器或LabVIEW上位机程序实现。考虑到可靠性需求,设计了LED、蜂鸣器等声光报警措施,并在发生异常状况时短信通知管理人员。测试表明:设计的监控系统运行稳定,能较好满足实验室的监控需求,可靠性措施提高了系统的实用性,具有一定的应用价值。 

【文章来源】：洛阳理工学院学报(自然科学版). 2020,30(01)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

实验室监控系统结构图

FS4412移植并运行Linux系统,功能如下:① 移植SQLite存储来自采样端的数据;② 向采样端发送控制指令;③ 对采样信息进行判定并进行报警指示;④ 移植BOA构建Web服务器,向客户端提供Web服务;⑤ 当发生异常状况,通过GPRS向用户发送短信。程序核心包括数据接收、数据分析线程和消息处理线程等。数据接收线程接收来自无线网络的数据(消息头ST+正文),根据ST判断消息类型:A表示辅助信息,E表示环境信息,为避免数据丢失,读取正文时要睡眠500 ms。之后插入到数据缓存链表,唤醒数据分析线程,判断缓存链表是否为空,不为空则表示有新的数据,读取链表,如果是环境信息且数值没有超出阈值,加入数据库链表并唤醒数据库线程更新数据库。如果环境信息异常则唤醒短信发送、蜂鸣器等线程实现报警提示,数据接收与分析线程流程如图4所示。消息处理线程处理来自客户端的控制指令,用户通过客户端控制风扇、蜂鸣器等设备,修改温湿度数据的阈值。这些控制指令首先送入消息队列,本文定义了风扇控制、LED控制、蜂鸣器控制、阈值设置等消息类型,Switch函数对不同的消息类型做不同处理,消息处理线程流程如图5所示。图4 数据接收与分析线程流程图

BOA是一款代码只有约60 KB的单任务Web服务器,很适合嵌入式系统开发,支持CGI,能够fork CGI进程执行客户端请求,实现交互功能。Web服务原理如下:管理人员在客户端打开浏览器连接到处理中心的Web服务器,这时打开了一个Socket虚拟文件,通过Socket以GET或POST的方式基于HTTP协议向Web服务器提交请求。Web服务器接收并分析请求,处理不同的事务,返回请求的相关线程或页面文档。下载解压源代码,进入src目录,图6 数据库线程流程图

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ZigBee和LPC11C14的多终端仓储监控系统[J]. 杨路,辛煜,王茂林.  西安石油大学学报(自然科学版). 2019(04)
[2]基于STM32的实验室监控系统设计[J]. 陶沙,王珍凤,向前,杨路.  阜阳师范学院学报(自然科学版). 2019(02)
[3]基于无线网络的多终端实验室监控系统及可靠性设计[J]. 杨路,辛煜.  实验室研究与探索. 2018(08)
[4]基于ZigBee技术的智能水浸系统设计[J]. 张贝贝,周祖荣.  计算机工程与设计. 2016(11)
[5]基于GPRS和GSM的水稻智能灌溉系统[J]. 于婷婷,朱龙图,李名伟,陈怡兵,黄东岩.  农业现代化研究. 2016(05)
[6]基于ZigBee技术的孤立点入网算法研究[J]. 植宇,潘理虎,杨晓梅,卜创利.  计算机应用研究. 2016(01)
[7]基于ARM/ZigBee的远程粮情监控系统的研究与设计[J]. 姜辉,甄彤,王锋.  中国农机化学报. 2015(02)
[8]基于ZigBee的智能粮仓监控系统设计[J]. 刘国红.  江苏农业科学. 2014(07)
[9]基于ZigBee和Internet的温室群环境远程监控系统设计[J]. 张猛,房俊龙,韩雨.  农业工程学报. 2013(S1)

硕士论文
[1]基于ZigBee的远程无线仓库温湿度环境智能监测系统设计[D]. 熊双桥.西华大学 2013



本文编号：3511321