物联网情境下的开放型实验室智能安全管理系统设计

发布时间：2017-08-26 07:25

  本文关键词：物联网情境下的开放型实验室智能安全管理系统设计

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【摘要】：随着物联网技术和无线传感器网络技术的发展和成熟,基于物联网技术的智能安全管理系统已在环境安全、智能家居、工矿安全生产等领域发挥不可替代的作用。论文以开放型实验室智能安全管理为研究对象,依据开放实验室安全监管的特点将物联网技术、Web服务技术、数据库技术、无线通信技术、单片机控制技术等主流技术融合研发智能安全管理系统。在系统中,Web服务预约管理平台,为学生提供预约服务;门禁系统实现学生身份识别和入口安全管理功能;设备控制系统实现了学生实验设备的电控管理和使用机时统计;传感器节点实现对实验室环境和设备状况的全方位监控管理和数据采集;基于ZigBee的无线传感器网络实现各个模块连接通信,实现整个系统的无缝运行。根据系统的功能需求,论文主要研究以下内容:(1)实验室开放现状和物联网应用现状,确定实验室智能安全管理的总体设计思路和各子模块的功能设计;(2)详细阐述了ZigBee无线组网特点,分析了PC机终端通信、Web服务技术和数据库技术等关键技术;(3)硬件系统设计详细阐述了单片机控制核心ATmega16的功能特性,ZigBee无线通信工作过程,常见环境监测传感器的电气特性和工作原理;(4)软件系统设计完成了Web服务程序设计、智能网关程序设计、终端控制程序设计、ZigBee无线网络与PC机串口通信程序设计。
【关键词】：开放共享 物联网 ZigBee 环境监测 智能安全管理
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景9
• 1.2 物联网的发展现状9-10
• 1.3 物联网在实验室安全管理的发展现状10
• 1.4 开放型实验室发展趋势10-11
• 1.5 主要研究内容11-12
• 1.5.1 网络预约子系统11-12
• 1.5.2 门禁管理子系统12
• 1.5.3 安全预警子系统12
• 1.5.4 设备控制子系统12
• 1.6 文章组织结构12-13
• 1.7 本章小结13-15
• 第二章 系统的总体设计及关键技术15-25
• 2.1 系统总体设计15-16
• 2.2 物联网及相关技术16-21
• 2.2.1 ZigBee技术标准16-17
• 2.2.2 ZigBee技术特点17-18
• 2.2.3 ZigBee网络拓扑18-19
• 2.2.4 ZigBee节点类型19
• 2.2.5 ZigBee寻址方式19
• 2.2.6 ZigBee体系结构分析19-21
• 2.3 智能网关构建21-23
• 2.3.1 PC机终端通信21
• 2.3.2 WEB服务器21-22
• 2.3.3 数据库设计22-23
• 2.4 本章小结23-25
• 第三章 系统硬件设计25-39
• 3.1 无线传感器控制单元25-27
• 3.1.1 单片机控制模块25-26
• 3.1.2 ATmega16最小系统图26
• 3.1.3 ATmega16选型理由26-27
• 3.2 传感器单元选型27-30
• 3.2.1 烟雾传感器27-28
• 3.2.2 温度传感器28-29
• 3.2.3 电流传感器29
• 3.2.4 水滴传感器29-30
• 3.2.5 红外传感器30
• 3.3 门禁及设备控制模块30-33
• 3.3.1 门禁控制模块30-32
• 3.3.2 设备控制模块32-33
• 3.4 zigbee无线通信模块33-35
• 3.4.1 常用ZigBee芯片模块选型34
• 3.4.2 CC2530无线收发原理34-35
• 3.5 PC机接.方式35-36
• 3.6 GSM控制组件36-37
• 3.7 本章小结37-39
• 第四章 系统的软件设计39-51
• 4.1 web服务程序设计39-41
• 4.1.1 web接.程序设计39
• 4.1.2 数据库设计39-41
• 4.2 智能网关应用程序设计41-43
• 4.2.1 PC机智能网关通信实现41-42
• 4.2.2 数据表设计与实现42-43
• 4.3 终端控制程序设计43-49
• 4.3.1 环境数据采集节点程序设计43-46
• 4.3.2 门禁控制程序总体设计46-49
• 4.3.3 ZigBee无线网络节点软件设计49
• 4.4 本章小结49-51
• 第五章 系统测试51-55
• 5.1 ZigBee无线系统组网通信测试51-52
• 5.2 设备控制模块测试52-55
• 结论和展望55-57
• 参考文献57-59
• 致谢59

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