基于物联网的数据采集系统软件设计

发布时间：2017-04-17 14:09

  本文关键词：基于物联网的数据采集系统软件设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着物联网技术的使用范围越来越广,物联网数据采集系统因为位于现实世界与后续数据应用的连接部分,也显得越来越重要。目前关于物联网数据采集系统的研究普遍都针对某一具体领域,而对通用的物联网数据采集系统研究较少。本文以基于物联网的采集系统软件设计为研究课题,对物联网采集系统一般会涉及到的功能需求进行讨论和归纳,并对这些功能进行设计和实现,完成了一个具有一定通用性的物联网数据采集系统软件设计。本采集系统使用了基于ARM内核的开发板进行软件开发,首先对Linux内核进行裁剪并移植嵌入式Linux操作系统到开发板。然后在操作系统上完成了物联网应用所需的外部功能,包括程序在各种情况下的自启动,触摸屏的开启,数据传输所需的移动网络拨号。最后完成物联网数据采集应用的设计和实现。本文先对物联网数据采集系统进行功能需求分析,然后使用Qt Creator工具对物联网数据采集应用进行开发,使用了Qt的部分API。设计的物联网采集系统应用分为两部分:数据采集和数据传输。数据采集部分实现了基于Modbus协议的传感器数据采集,基于V4L2框架的视频采集,视频的H.264硬件编码压缩,JPEG图像压缩,数据库表设计以及身份信息同步等内容。数据传输部分实现了拨号联网功能,基于UDP传输协议的数据传输功能,基于TCP传输协议的视频传输功能,MJPG_STREAMER实时视频传输和Zigbee短距离数据传输等内容。最后论文还对人机交互界面进行实现,并移植了虚拟键盘。在完成物联网数据采集系统的软件设计和实现后,本文对系统做了功能和性能测试,达到预期目标。
【关键词】：嵌入式Linux 物联网数据采集 数据传输 Qt Creator
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP274.2;TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 论文的研究背景和意义11-12
• 1.1.1 物联网技术11-12
• 1.1.2 传感器技术12
• 1.1.3 论文的研究意义12
• 1.2 国内外研究调研12-14
• 1.2.1 物联网关键技术研究进展12-14
• 1.2.2 国内外物联网应用案例14
• 1.3 论文的主要研究内容14-15
• 1.4 章节安排15
• 1.5 本章小结15-16
• 第二章 物联网数据采集系统的关键技术16-26
• 2.1 物联网数据采集系统的常用总线类型16-18
• 2.2 其他I/O通信方式18
• 2.3 基于总线的通信协议18
• 2.4 物联网设备之间的通信方式18-22
• 2.4.1 WI-FI短距离无线通信技术19-20
• 2.4.2 NFC近距离无线通信技术20-21
• 2.4.3 ZigBee无线传输技术21-22
• 2.4.4 几种无线传输技术总结22
• 2.5 物联网设备与管理平台的通信方式22-23
• 2.5.1 以太网有线通信技术22
• 2.5.2 移动通信技术22-23
• 2.6 物联网操作系统平台23-25
• 2.6.1 Android操作系统23-24
• 2.6.2 Windows Embedded操作系统24
• 2.6.3 嵌入式Linux系统24-25
• 2.7 本章小结25-26
• 第三章 物联网数据采集系统的软件总体设计26-39
• 3.1 技术指标分析26-27
• 3.2 物联网数据采集系统的架构设计27-29
• 3.3 物联网数据采集系统各模块功能设计29-38
• 3.3.1 物联网数据采集系统底层系统设计29-30
• 3.3.2 数据采集模块设计30-32
• 3.3.3 数据传输模块设计32-35
• 3.3.4 数据库设计35-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 物联网数据采集系统的软件功能实现39-68
• 4.1 物联网数据采集系统的类图分析39
• 4.2 物联网数据采集系统底层系统实现39-48
• 4.2.1 嵌入式Linux操作系统内核定制40-45
• 4.2.2 物联网数据采集系统根文件系统制作45-46
• 4.2.3 物联网数据采集系统应用外部功能实现46-48
• 4.3 可进行二次开发的API实现48-54
• 4.3.1 串.设置API实现48-49
• 4.3.2 视频图像采集API实现49-51
• 4.3.3 拨号上网API实现51-52
• 4.3.4 音频输出API实现52-54
• 4.4 数据传输功能的实现54-59
• 4.4.1 基于Zigbee的数据传输功能实现54
• 4.4.2 基于UDP和TCP协议的数据传输功能的实现54-57
• 4.4.3 基于MJPG_STEAMER技术的视频传输57-59
• 4.5 数据采集功能的实现59-66
• 4.5.1 基于Modbus的传感器采集功能实现59-60
• 4.5.2 身份数据的采集同步策略60-62
• 4.5.3 图像视频采集的实现62-66
• 4.5.4 简单的数据处理66
• 4.6 人机交互界面的实现66-67
• 4.7 本章小结67-68
• 第五章 物联网数据采集系统的测试68-80
• 5.1 系统测试环境搭建68-69
• 5.2 系统功能测试69-76
• 5.2.1 数据采集功能测试69-71
• 5.2.2 数据传输功能测试71-76
• 5.2.3 人机交互界面测试76
• 5.3 系统性能测试76-79
• 5.4 本章小结79-80
• 第六章 总结与展望80-82
• 6.1 全文总结80-81
• 6.2 未来展望81-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-87
• 附录87-88

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