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基于泛在业务的园区环境监控管理系统的设计与实现

作　者: 王勇
导　师: 彭进业
学　校: 西北大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: U网络 802.15.4/ZigBee 监控管理系统 MySQL Qt
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


近年来,随着传感器技术的飞速发展,泛在网络由于可以实现人与人、人与机器、人与物,甚至物与物之间的直接沟通而受到了广泛的关注。现有的泛在网络技术主要包括3G、TD-LTE、GSM、WLAN、WiMax、RFID、ZigBee和蓝牙等。泛在网络并不是一个全新的网络,它是对现有网络能力的加强和网络功能的再扩展。本文采用基于IEEE802.15.4/ZigBee技术的无线传感器网络来实现园区环境监控管理系统。无线传感器网络在硬件设计方面采用TI公司的CC2430+CC2591混搭模式,而在软件设计方面采用TI公司的Z-Stack协议栈,因此网络节点的性能、功能以及兼容性得到了很大的提升。监控管理系统位于泛在网络中的网络层,其系统功能包括：对感知网络汇聚的数据进行分析、处理和存储；提供本地监测控制平台；为泛在应用提供有效的数据支撑。监控管理系统的设计大致分为串口控制、数据库和监控中心三个部分。串口设计主要包括数据帧协议的确定和数据类型的划分；数据库采用的是MySQL数据库,根据传感网络协议帧格式进行数据建模,并设计数据表和建立数据处理流程；而监控中心主要利用Qt来进行开发构建,实现了本地监控平台的实时数据显示、网络配置、节点控制、历史数据查询以及远程web访问控制等功能。测试结果表明,监控管理系统具有较强的稳定性和实用性,同时也具有较强的扩展性,这就为泛在应用提供了很好的保障。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 本课题研究背景和意义  8-10
    1.1.1 泛在网络与传感网络和物联网的关系  8-9
    1.1.2 泛在网络结构  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 本论文内容及结构安排  12-14
第二章 感知网络概述  14-32
  2.1 无线传感网络通信协议  14-20
    2.1.1 IEEE802.15.4标准协议  15-16
    2.1.2 网络层  16-18
    2.1.3 应用层  18-19
    2.1.4 性能分析  19-20
  2.2 无线传感器网络节点设计  20-28
    2.2.1 网络节点硬件设计  20-24
    2.2.2 网络节点软件设计  24-28
  2.3 串口通信协议  28-30
    2.3.1 通信参数  28
    2.3.2 串口数据格式  28-30
  2.4 本章小结  30-32
第三章 数据库的设计  32-44
  3.1 数据库简介  33-35
    3.1.1 常用SQL语句/语法  33-34
    3.1.2 常用数据类型  34
    3.1.3 常见数据库对象  34-35
  3.2 监控管理系统连接数据库  35-36
  3.3 数据库设计  36-42
    3.3.1 数据建模  36-38
    3.3.2 数据库表的设计  38-40
    3.3.3 数据处理设计  40-42
  3.4 本章小结  42-44
第四章 监控中心设计  44-66
  4.1 Qt的特点  44-45
  4.2 Qt开发环境介绍  45-46
  4.3 Qt的核心机制  46-50
    4.3.1 信号和槽  46-47
    4.3.2 元对象系统  47-48
    4.3.3 对象树  48-49
    4.3.4 事件处理  49-50
  4.4 监控中心的设计  50-65
    4.4.1 监控主界面设计  51-55
    4.4.2 串口控制功能设计  55-59
    4.4.3 网络设置与节点控制功能设计  59-60
    4.4.4 节点历史均值和奇异功能设计  60-62
    4.4.5 节点实时监控设计  62-63
    4.4.6 远程web访问控制设计  63-64
    4.4.7 添加资源文件  64-65
  4.5 本章小结  65-66
第五章 系统测试  66-78
  5.1 系统硬件测试  66-68
  5.2 系统功能测试  68-74
  5.3 系统性能测试  74-75
  5.4 小结  75-78
总结与展望  78-80
参考文献  80-84
致谢  84

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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