远程实验室环境监测系统设计与实现

发布时间：2017-04-22 22:06

  本文关键词：远程实验室环境监测系统设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文针远程实验室设备运行状态监测的需要,结合Linux嵌入式技术、zigbee传感器网络技术、云服务器、web客户端等技术,设计实现了一套用于检测远程实验室环境的系统,该系统能够实时监测和记录实验室环境温度和湿度,以及相关实验设备的温度、湿度、等信息。主要研究以下4个关键技术:(1)采用zigbee传感器局域网技术搭建的传感器网络,通过该传感器局域网络能够方便的接入多种传感器数据,解决了检测实验室设备的多种运行状态的需求,同时通过无线技术进行数据传输的,省去了传感器布线的麻烦,后期实验设备移动位置也不会影响检测系统的运作;(2)结合QT可视化UI技术与Linux嵌入式操作系统设计了可视化网关,该网关解决了收集、分析、处理、存储本地传感器局域网的数据并最终发送至服务器的问题,实现了监测数据的远程传输、集中处理;(3)采用云服务器技术设计的网络数据接口应用,该应用接口解决了传统服务器搭建门槛高、稳定性差、成本高的问题,具备各应用之间数据通信的能力;(4)结合QT可视化UI技术设计了C/S模式和B/S模式的远程控制客户端,覆盖手机、平板电脑、台式电脑等多种设备,使得操作人员在离开监控室,随时监控实验室运行状况成为可能。针对以上关键技术的研究,设计实现了远程实验室环境监测系统。该系统有利于解决实验室内环境复杂,不同仪器放置的位置不同,检测传感器布线难度大,且监测系统建成后不方便更改仪器布局的问题;不同实验室之间相隔较远,每次监测需要实地调取数据非常不方便的问题;还有传统远程检测系统中服务器搭建、维护难度大和查看管理检测数据的方式单一的问题。对整个远程实验室环境监测系统进行了分模块的测试,验证了远程实验室环境监测系统的设计实现,可以实现多客户端对远程检测实验室环境:温度、湿度、设备姿态、开启关闭状态等信息进行监测。
【关键词】：远程监控 实验室环境 嵌入式系统
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP274;TP212.9;TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题研究背景9
• 1.2 研究现状9-10
• 1.3 研究目的及意义10-11
• 1.4 论文主要工作及结构安排11-13
• 第二章 系统设计方案及关键技术的研究13-26
• 2.1 远程实验室环境监测系统框架设计13-14
• 2.2 本地传感器网络关键技术研究14-18
• 2.2.1 zigbee无线传感器网络研究14-15
• 2.2.2 串口服务器技术研究15-18
• 2.3 可视化网关关键技术研究18-21
• 2.3.1 可视化网关框架设计18-19
• 2.3.2 可视化网关硬件设计19-20
• 2.3.3 可视化网关软件设计20-21
• 2.4 云服务器交互关键技术研究21-23
• 2.4.1 服务器交互应用框架设计21-22
• 2.4.2 数据接收及插入模块设计22
• 2.4.3 PC客户端通信模块22-23
• 2.5 远程监测客户端关键技术研究23-25
• 2.5.1 客户端软件体系结构24
• 2.5.2 B/S模式的web客户端设计24-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第三章 系统设计实现26-34
• 3.1本地传感器网络实现26-28
• 3.1.1 zigbee传感器网络硬件实现26-27
• 3.1.2 ZigBee协调器与串口服务器的通信实现27
• 3.1.3 ZigBee终端设备数据采集流程27-28
• 3.2 可视化网关实现28-30
• 3.2.1 交叉编译环境搭建28-29
• 3.2.2 可视化客户端实现29
• 3.2.3 MySql关系型数据库实现29-30
• 3.3 云服务器交互应用实现30-32
• 3.3.1 LNMP架构应用30-31
• 3.3.2 环境搭建31-32
• 3.4 远程监测客户端实现32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 系统测试34-40
• 4.1本地传感器网络测试34-36
• 4.1.1 实验测试34
• 4.1.2 实验数据分析34-36
• 4.2 可视化网关测试36-37
• 4.3 云服务器应用测试37-38
• 4.4 远程检测PC客户端测试38
• 4.5 手机web客户端测试38-39
• 4.6 本章小结39-40
• 结论40-41
• 参考文献41-44
• 致谢44-45
• 附录A（攻读学位期间发表的论文）45

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  本文关键词：远程实验室环境监测系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：321355