智能库房环境实时监控系统的设计与实现

发布时间：2017-08-04 17:33

  本文关键词：智能库房环境实时监控系统的设计与实现

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【摘要】：随着社会的发展和人民生活水平的提高,各类商场、超市、加油站、企业等楼宇越来越需要一个安全可靠并且报警及时的库房环境。库房也是人们休息、娱乐、工作和储存大量物品的重要场所,当库房出现停电、温度或者湿度过高,甚至发生火灾、盗窃的时候就需要把情况及时通知管理人员,然后采取有效措施。是以开发出一套能够实现无人值守功能的库房保管系统具有巨大的价值。本文主要设计了智能库房环境实时监控系统的硬件电路部分。本系统主要由数据采集子系统和数据处理子系统构成。数据采集子系统主要由STM32微控制器、继电器电路、红外学习电路、温湿度传感器、水浸传感器、臭氧(O3)传感器、PM2.5(fine particulate matter)传感器、二氧化碳传感器(CO2)和复合型感温感烟传感器组成,它们通过RS485总线与部署在每个库房的监控器连接。继电器电路用于控制开关控制型设备(如换气扇和灭火器等),红外学习模块用于控制其他设备(如空调等)。数据处理子系统由STM32微控制器、7.0寸液晶触摸屏(Liquid Crystal Display,简称LCD)、以太网通信模块和报警模块及一些外围器件构成。另外,在设计中还加入了全球移动通信系统(Global System For Mobile Communication,简称GSM)模块。模块采用的是西姆通公司的SIM900A芯片,可以用于打电话和发短信,在本系统中用于向系统管理员发送报警短信和电话；以太网模块(W5500芯片)用于和外部WEB服务器通信,实现远程控制和数据共享；SD卡部分用于储存采集到的环境数据；EEPROM芯片24C02用于储存系统参数；FLASH闪存则用于储存TFT彩屏的中文字符文件(GBK和UTF-8等汉字)。此外,在数据处理子系统的软件中还嵌入了基于抢占式调度思想设计的微型内核uC/OS-Ⅱ (Micro Control Operation System Two)实时操作系统(Real Time Operating System,简称RTOS),保证了整个系统运行流畅,且对异常情况的处理准确及时。最后,经过实验室环境测试和长时间不间断运行,结果表明本文设计的智能库房环境实时监控系统,解决了功能不全和成本过高的问题,实现了无人看守功能,并且在功耗和报警效率方面有明显提高。本系统不仅可以在监控器终端查看库房内的环境情况(是否停电,失火等),也可以通过远程客户端登录浏览器查看和控制库房信息,使用范围广、操作方便、兼容性高,符合未来智能楼宇发展的趋势。
【关键词】：单片机 库房环境实时监控 WEB服务器 微型内核
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU855;TP277
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 研究背景及意义10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 系统结构12-13
• 1.4 论文结构13-14
• 2 系统方案设计14-21
• 2.1 数据采集子系统设计方案14-17
• 2.2 数据处理子系统设计方案17-21
• 3 数据采集子系统电路设计21-30
• 3.1 电源模块电路设计21
• 3.2 微控制器硬件电路设计21-22
• 3.3 传感器硬件电路设计22-25
• 3.3.1 温湿度传感器硬件电路设计22-23
• 3.3.2 二氧化碳传感器硬件电路设计23
• 3.3.3 臭氧传感器硬件电路设计23-24
• 3.3.4 水浸传感器硬件电路设计24
• 3.3.5 PM2.5传感器硬件电路设计24-25
• 3.4 继电器硬件电路设计25-26
• 3.5 RS485串口通信电路设计26-27
• 3.6 外遥控模块硬件电路设计27-30
• 4 数据处理子系统电路设计30-37
• 4.1 电源模块电路设计30-31
• 4.2 以太网接口电路设计31-32
• 4.3 LCD液晶232串口电路设计32-33
• 4.4 存储模块硬件电路设计33-35
• 4.5 GSM报警模块硬件电路设计35-37
• 5 系统软件设计37-47
• 5.1 数据采集子系统软件设计37-40
• 5.2 数据处理子系统软件设计40-47
• 5.2.1 调试层41-42
• 5.2.2 任务管理层42-44
• 5.2.3 任务调度层44-45
• 5.2.4 驱动层45-47
• 6 系统实验47-52
• 6.1 传感器检测47
• 6.2 参数设置47-48
• 6.3 人工控制48-49
• 6.4 自动控制49-50
• 6.5 以太网通信50-51
• 6.6 实验结果分析51-52
• 7 总结与展望52-54
• 参考文献54-57
• 致谢57-58
• 攻读学位期间发表的学术论文58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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中国硕士学位论文全文数据库 前3条

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本文编号：620894