面向办公环境的智能空间物联网(附件)
设计了面向办公环境的智能空间物联网系统，完成了系统的下位机硬件程序开发和服务器端和PC客户端软件程序开发的，并实现联合调试。硬件由ZigBee无线传感器网络和智能网关组成。服务器端设计主要由数据库设计、服务器端程序开发组成。PC端程序主要是WINFORM程序开发。该系统可以采集面向办公环境的智能空间物联网系统中的环境数据，将数据汇聚到远程服务器端，并根据预设的警戒值来自动执行控制设备，形成闭环控制系统。具有实时摄像头实时监控功能。门禁系统采用RFID和人脸识别的组合系统，安全快捷。用户通过浏览WinForms客户端来管理整个系统，并可以远程控制执行设备。经过实际操作，能实现远程监控和控制的功能和数据管理等功能，基本实现了原初设想的方案目标。关键词 无线传感器网络 网关 数据库 WinForm
目 录
1引言 1
1.1课题背景与意义 1
1.2国内外研究与发展现状 1
1.3课题主要研究内容 2
2面向办公环境的智能空间物联网系统总体设计 2
2.1需求分析 2
2.2方案设计 3
2.2.1系统组成 3
2.2.2系统总体技术方案 4
3.1面向办公环境的智能空间物联网系统硬件总体设计 5
3.2ZigBee监控终端硬件设计 6
3.2.1传感器部分 7
3.2.2ZigBee节点部分 9
3.2.3控制设备 9
3.3网关模块 10
3.3.1ZigBee协调器 11
4硬件程序设计 11
4.1ZigBee模块程序设计 12
4.2面向办公环境的智能空间物联网系统传输终端硬件程序设计 13
4.2.1STM32F407程序设计 13
5数据库设计 15
6 服务器端程序设计 17
7 WinForm客户端设计 19
7.1WinForm客户端总体架构 19
7.2WinForm功能设计 20
7.3WinForm本地数据缓存设计 20
7.4WinForm界面 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
与UI层设计 21
7.5WinForm业务逻辑层BLL程序设计 25
7.6WinForm数据访问层DAL程序设计 25
8系统调试 26
8.1无线传感器检测终端调试 26
8.2网关部分调试 27
8.3服务器端程序部分 27
结论 29
致谢 30
参考文献 31
附录A 主要代码 33
附录B 软件说明书 1
1引言
1.1课题背景与意义
随着人类社会的蓬勃发展和科学水平的日新月异，人类开始步入了已互联网为中心的智能化社会，人们对周边坏境的环境的要求也越来越高，不仅是生活坏境，工作的坏境也日益受到重视。其中正在兴起的基于物联网的空间物联网技术将感应器嵌入到与工作坏境息息相关的各个子系统中，通过现有网络、控制和管理，真正实现以人为本的全新工作体验[5]。
基于CortexM3系列嵌入式和Zigbee无线传感网（WSN）核心技术实现对办公室坏境数据的监控，依托传感器数据采集，嵌入式控制器、无线传感网、计算机软件等协同作用，将办公坏境与物联网系统想融合，实现远程控制服务，电脑和手机客户端实时监测室内坏境，真正做到安全，便捷，为办公室人员提供一个舒适快捷的办公坏境。
1.2国内外研究与发展现状
近几年，在各类媒体的强大宣传下，智能空间及智能设备行业逐渐形成，随之而来的是越来愈多可用的、接近现实需求的产品，智能行业的公司已经积累了很多经验。可以预知，整个智能空间行业未来发展前景一遍大好，各种实践创新手段不断涌现，与此同时，各种智能设备的研发也已经逐渐加速，比如小米的智能硬件生态链已初显规模。从企业角度看，要想在智能空间行业上取得率先地位，必然要在在平台和生态控制权上展开竞争。而从普通用户的角度看，只有真正解决用户痛点和提供更好的用户体验的产品才能被大众接受。
然而，智能空间行业仍存在不少问题。首先，产品的定位相对偏高，目前智能空间的目标用户是社会中上游的人群，对于大部分普通人来说，真正的智能空间只是一个可望不可即的概念。因此适当降低定位，让智能家居深入普通大众，可进一步打开市场；其次，一些企业并没有深入调研，切实分析用户需求，而是纸上谈兵，空谈智能。
智能空间物联网系统可以理解为利用智能设备、网络和综合布线等技术，通过通信将与相关的各种智能设备，统一将信息汇聚到一个智能网关，形成一个室内网络系统，进行数据收集，视频监视、远程控制和事务性管理，并保持这些智能设备与家庭环境的和谐与协调。而无线传感器网络技术的应用已经成了室内系统一个新选择，这无线网络不仅可以提供更大的灵活性、不固定定性，省去了花在布线上的费用和精力，而且更符合家庭网络的特点，同时随着无线网络技术的进一步发展，也必将大大促进智能化、网络化的进程。ZigBee作为一种低功耗、流动性强、成本低的新兴技术，更适合联通室内各智能设备。而作为连接室内网络与室外网络的桥梁，嵌入式网关的重要性不容置疑，而本次采用的CortexM3处理器，性能卓著，稳定性也很优秀。
目前，我国的空间物联网技术还处在起步阶段，国民对于空间物联网的意识不强，市场巨大，而类似于此类的成品样式简单，功能有待完善，智能生活仅仅停留在宣传上。但是近年来，国内的嵌入式网关设计与数据采集已步入正轨，借鉴国外的一些嵌入式以及无线通信计算机技术，我国产品依靠专利优势在逐渐市场上占据主导地位。因此，自主设计一种面向办公环境的智能空间物联网系统硬件设计系统具有广阔的前景。
1.3课题主要研究内容
根据现有的面向办公环境的智能空间物联网系统的设计方案，研究了无线传感器网络、以太网远距离通信、SQL Server、 socket通信，.NET平台编程等技术，敲定了整个系统的通信框架和应用框架。
本课题设计面向办公环境的智能空间物联网系统，包括硬件程序设计、数据库设计、服务器部署，软件程序编写和WinForm设计，完成各模块间的联合调试。
目 录
1引言 1
1.1课题背景与意义 1
1.2国内外研究与发展现状 1
1.3课题主要研究内容 2
2面向办公环境的智能空间物联网系统总体设计 2
2.1需求分析 2
2.2方案设计 3
2.2.1系统组成 3
2.2.2系统总体技术方案 4
3.1面向办公环境的智能空间物联网系统硬件总体设计 5
3.2ZigBee监控终端硬件设计 6
3.2.1传感器部分 7
3.2.2ZigBee节点部分 9
3.2.3控制设备 9
3.3网关模块 10
3.3.1ZigBee协调器 11
4硬件程序设计 11
4.1ZigBee模块程序设计 12
4.2面向办公环境的智能空间物联网系统传输终端硬件程序设计 13
4.2.1STM32F407程序设计 13
5数据库设计 15
6 服务器端程序设计 17
7 WinForm客户端设计 19
7.1WinForm客户端总体架构 19
7.2WinForm功能设计 20
7.3WinForm本地数据缓存设计 20
7.4WinForm界面 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
与UI层设计 21
7.5WinForm业务逻辑层BLL程序设计 25
7.6WinForm数据访问层DAL程序设计 25
8系统调试 26
8.1无线传感器检测终端调试 26
8.2网关部分调试 27
8.3服务器端程序部分 27
结论 29
致谢 30
参考文献 31
附录A 主要代码 33
附录B 软件说明书 1
1引言
1.1课题背景与意义
随着人类社会的蓬勃发展和科学水平的日新月异，人类开始步入了已互联网为中心的智能化社会，人们对周边坏境的环境的要求也越来越高，不仅是生活坏境，工作的坏境也日益受到重视。其中正在兴起的基于物联网的空间物联网技术将感应器嵌入到与工作坏境息息相关的各个子系统中，通过现有网络、控制和管理，真正实现以人为本的全新工作体验[5]。
基于CortexM3系列嵌入式和Zigbee无线传感网（WSN）核心技术实现对办公室坏境数据的监控，依托传感器数据采集，嵌入式控制器、无线传感网、计算机软件等协同作用，将办公坏境与物联网系统想融合，实现远程控制服务，电脑和手机客户端实时监测室内坏境，真正做到安全，便捷，为办公室人员提供一个舒适快捷的办公坏境。
1.2国内外研究与发展现状
近几年，在各类媒体的强大宣传下，智能空间及智能设备行业逐渐形成，随之而来的是越来愈多可用的、接近现实需求的产品，智能行业的公司已经积累了很多经验。可以预知，整个智能空间行业未来发展前景一遍大好，各种实践创新手段不断涌现，与此同时，各种智能设备的研发也已经逐渐加速，比如小米的智能硬件生态链已初显规模。从企业角度看，要想在智能空间行业上取得率先地位，必然要在在平台和生态控制权上展开竞争。而从普通用户的角度看，只有真正解决用户痛点和提供更好的用户体验的产品才能被大众接受。
然而，智能空间行业仍存在不少问题。首先，产品的定位相对偏高，目前智能空间的目标用户是社会中上游的人群，对于大部分普通人来说，真正的智能空间只是一个可望不可即的概念。因此适当降低定位，让智能家居深入普通大众，可进一步打开市场；其次，一些企业并没有深入调研，切实分析用户需求，而是纸上谈兵，空谈智能。
智能空间物联网系统可以理解为利用智能设备、网络和综合布线等技术，通过通信将与相关的各种智能设备，统一将信息汇聚到一个智能网关，形成一个室内网络系统，进行数据收集，视频监视、远程控制和事务性管理，并保持这些智能设备与家庭环境的和谐与协调。而无线传感器网络技术的应用已经成了室内系统一个新选择，这无线网络不仅可以提供更大的灵活性、不固定定性，省去了花在布线上的费用和精力，而且更符合家庭网络的特点，同时随着无线网络技术的进一步发展，也必将大大促进智能化、网络化的进程。ZigBee作为一种低功耗、流动性强、成本低的新兴技术，更适合联通室内各智能设备。而作为连接室内网络与室外网络的桥梁，嵌入式网关的重要性不容置疑，而本次采用的CortexM3处理器，性能卓著，稳定性也很优秀。
目前，我国的空间物联网技术还处在起步阶段，国民对于空间物联网的意识不强，市场巨大，而类似于此类的成品样式简单，功能有待完善，智能生活仅仅停留在宣传上。但是近年来，国内的嵌入式网关设计与数据采集已步入正轨，借鉴国外的一些嵌入式以及无线通信计算机技术，我国产品依靠专利优势在逐渐市场上占据主导地位。因此，自主设计一种面向办公环境的智能空间物联网系统硬件设计系统具有广阔的前景。
1.3课题主要研究内容
根据现有的面向办公环境的智能空间物联网系统的设计方案，研究了无线传感器网络、以太网远距离通信、SQL Server、 socket通信，.NET平台编程等技术，敲定了整个系统的通信框架和应用框架。
本课题设计面向办公环境的智能空间物联网系统，包括硬件程序设计、数据库设计、服务器部署，软件程序编写和WinForm设计，完成各模块间的联合调试。
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