物联网的设备实时监管系统(附件)
根据现有的物联网技术为设计基础，从理论方面论述通过传感器技术对数据进行采集分析研究。在数据传输方面以UDP传输协议为基础并且结合无线信号的传输方案。并将这两种方案的程序代码结合爱迪生模块去具体实现。系统采用的爱迪生开发板可以随时根据用户的需求灵活做出监控范围的调整，从温度，机械移动，声响到电流，电压等更加系统化的参数矩阵。可以在未来更加智能地全面适应设备监控的要求。本论文以温度这一参数做具体研究。系统软件方面采用基于“B/S”框架的软件结构和通过Node.js语言的编程实现了系统软件的功能。并通过在具体设备上建立模拟测试环境进行系统功能检验和测试。关键词 物联网，数据传输，温度监控，爱迪生模块
目 录
1 绪论 1
1.1 选题背景介绍 1
1.2 物联网技术国内外研究现状 1
1.3 物联网预测技术的产生背景 1
1.4 设备监管系统的意义 2
1.5 课题研究目标及研究内容 2
2 系统相关技术简介 3
2.1 传感网技术简介 3
2.2 预测性维护简介 4
2.3 My SQL数据库简介 4
3系统总体设计 5
3.1系统设计方案 5
3.2 系统流程设计 5
3.3 系统功能模块设计 6
3.3 系统的运行环境 7
4 数据的采集与传输 7
4.1 数据的采集 7
4.2 温度传感器的选用 7
4.3 系统模块的选用 8
4.4温度传感器的数据采集 10
4.5 外围电路的连接 13
4.6 温度采集的实现 13
4.7数据的传输 14
4.8 数据传输的实现 16
4.9传输有效性的检测 19
5 人机交互界面的设计 21
5.1 人机交互界面 21
5.2 设备温度提示界面 21
结 论 24
致 谢 25
参 考 文 献 26
1 绪论
1.1 选题背景介绍
中 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
国是当代信息技术强国，自改革开放以来尤其重视信息产业这一领域。当初在国家第十一个五年规划期间，就有关宽带无线通信网络、传感网、编码等一系列未解决的难题做了积极的探讨和交流，以上都和物联网技术息息相关，都是物联网系统不可或缺的关键部分[1]。2009年8月，当时任职的国家总理温家宝在江南考察时就提议了，要尽快攻破物联网的核心技术，将物联网产业发展提升到一种战略性新兴产业高度的设想。在接下来的若干个月中，国家有关部门对物联网的推动达到一种前所未有的热情和积极，可以说是无处不在。但相关部门很快就注意到，物联网关键技术，特别是安全隐患问题，是物联网产业向健康有序发展的瓶颈。
综上所述，本课题将着重探索并实现一种基于物联网新型产业技术的，对实验室设备关键部位温度的实时检测的监控系统。用来提升高校对设备监控的高效性和针对性，实现高校实验室对实验设备的监管检测。
1.2 物联网技术国内外研究现状
伴随着全球经济的快速发展，人工智能，大数据，智能制造等技术不断成熟，物联网技术已经有了一个质的飞跃。根据不完全统计，目前，国内物联网的使用数量已达到16亿之多，预计到2020年将突破70亿，市场规模值接近达到2.5万亿元，因此可以看出物联网具有很大的发展潜力[3]。
物联网是新一轮产业改革的重要方向和动力。对促进产业转型升级具有极为重要的战略意义。中国在对物联网政策优惠，技术攻破的支持，行业准则的拟定，产业人才的培养和产业技术应用等方面取得了明显的效果，物联网的应用和推广已进入实质性阶段。已成为推动全球经济蓬勃发展和可持续发展的中坚发展力量[4]。
因此发达国家相继出台针对物联网技术的攻破的战略布局，抢先发展新一轮的新兴信息产业的先机。以各国出台的各项针对物联网的计划为例，美国以物联网应用为技术核心的“智慧地球”计划、欧盟的十四点行动计划、日本的“U－Japan计划”、韩国的“IT839战略”和“u－Korea”战略、新加坡的“下一代I－Hub”计划、台湾的U－Taiwan计划等都是让物联网当成目前发展的重要战略目标[2]。
1.3 物联网预测技术的产生背景
1. 当今世界已经进入了高度智能化的阶段，几乎各行各业都运用了智能化设备。预测技术在当下蓬勃兴起和渐渐普及为设备预测维护的实现提供了囊括监控检测技术和设备故障分析技术等多种不同的先进技术。上述这些手段能够对实验设备的大致运转情况做到一种精准、实时地高效监控检测和故障分析。
2. 当代全球在往高度智能方向发展，而信息集成技术更是现如今最具有代表的智能技术，同时也是设备智能检测监控的基础并且也是自行保证设备智能化的手段。带有准确高效的监测装置的智能设备与相关智能系统相得益彰从而产生了这种预测技术的维护手段[5]。
3. 生产工艺的进步以及工业生产结构和工艺水平的变化导致对设备管理要求越来越高，并且设备管理目标也随之越来越高。其不断飞速增长的需求正在强有力的促使未来的设备维护向可预测性方向延伸。也正是上述的这些要求的越来越高大大促使了预测技术的蓬勃成长。与此同时这种技术与信息集成科技的相结合也为这种设备故障分析带去了非常坚实的后台支持。
1.4 设备监管系统的意义
全球自1990年之后便掀起了信息技术发展浪潮。随着全球智能技术火箭升空般的飞速发展，人们的生活习性和生产方式发生了相当巨大的变革。人们逐渐对机械设备和一些智能设备监管技术在帮助企业或者个人更好的管理这一方面形成了较为统一的认知。为了保证高校实验设备能够安全平稳地运转，合理高效的利用各种监控检测技术实现远端控制监控，从而来减少一些不必要的损失以确保设备的安全[6]。只要这些高校实验设备实现了远端监测监控这一技术，那么试验设备的各种安全问题就得到了保障，也为后续的处理带来了强力的数据来源。由于这种基于数据信息处理的设备能够高效和可靠的运行，才有了减少设备故障带给高校各种经济损失的效益。
1.5 课题研究目标及研究内容
本课题以高校重点实验设备为研究目标，目的在于设计运行出一套基于物联网技术，为高校实验设备提供监测监控服务且伴有人机交互界面的系统，为高校有关维护工作者带来维护方面的便利。采集端通过传感器收集到的数据经过传输到达接收端，并且数据在终端计算机上实现实时保存和处理。并且为用户提供了人机交互界面，系统让设备所检测监控的情况实时传达给客户端，以及根据传输的实时情况做出实验设备状态的相关处理，从而对其进行可行性的维护。同时，相关人员可以随时借助手机等一系列的终端设备登录人机交互界面，来查询被检测监控设备的实时状态。设备在有了相应的维护后，用户亦可以在完成有关维护举措后实时更改当前的设备状态。在可以进行上述功能的同时还可以访问并且追踪此实验设备过去的维护情况，依据设备当前的实时状态来采取进一步的措施。以此来取得更加精确和高效可靠地设备状态的监控检测和预测性维护。
目 录
1 绪论 1
1.1 选题背景介绍 1
1.2 物联网技术国内外研究现状 1
1.3 物联网预测技术的产生背景 1
1.4 设备监管系统的意义 2
1.5 课题研究目标及研究内容 2
2 系统相关技术简介 3
2.1 传感网技术简介 3
2.2 预测性维护简介 4
2.3 My SQL数据库简介 4
3系统总体设计 5
3.1系统设计方案 5
3.2 系统流程设计 5
3.3 系统功能模块设计 6
3.3 系统的运行环境 7
4 数据的采集与传输 7
4.1 数据的采集 7
4.2 温度传感器的选用 7
4.3 系统模块的选用 8
4.4温度传感器的数据采集 10
4.5 外围电路的连接 13
4.6 温度采集的实现 13
4.7数据的传输 14
4.8 数据传输的实现 16
4.9传输有效性的检测 19
5 人机交互界面的设计 21
5.1 人机交互界面 21
5.2 设备温度提示界面 21
结 论 24
致 谢 25
参 考 文 献 26
1 绪论
1.1 选题背景介绍
中 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
国是当代信息技术强国，自改革开放以来尤其重视信息产业这一领域。当初在国家第十一个五年规划期间，就有关宽带无线通信网络、传感网、编码等一系列未解决的难题做了积极的探讨和交流，以上都和物联网技术息息相关，都是物联网系统不可或缺的关键部分[1]。2009年8月，当时任职的国家总理温家宝在江南考察时就提议了，要尽快攻破物联网的核心技术，将物联网产业发展提升到一种战略性新兴产业高度的设想。在接下来的若干个月中，国家有关部门对物联网的推动达到一种前所未有的热情和积极，可以说是无处不在。但相关部门很快就注意到，物联网关键技术，特别是安全隐患问题，是物联网产业向健康有序发展的瓶颈。
综上所述，本课题将着重探索并实现一种基于物联网新型产业技术的，对实验室设备关键部位温度的实时检测的监控系统。用来提升高校对设备监控的高效性和针对性，实现高校实验室对实验设备的监管检测。
1.2 物联网技术国内外研究现状
伴随着全球经济的快速发展，人工智能，大数据，智能制造等技术不断成熟，物联网技术已经有了一个质的飞跃。根据不完全统计，目前，国内物联网的使用数量已达到16亿之多，预计到2020年将突破70亿，市场规模值接近达到2.5万亿元，因此可以看出物联网具有很大的发展潜力[3]。
物联网是新一轮产业改革的重要方向和动力。对促进产业转型升级具有极为重要的战略意义。中国在对物联网政策优惠，技术攻破的支持，行业准则的拟定，产业人才的培养和产业技术应用等方面取得了明显的效果，物联网的应用和推广已进入实质性阶段。已成为推动全球经济蓬勃发展和可持续发展的中坚发展力量[4]。
因此发达国家相继出台针对物联网技术的攻破的战略布局，抢先发展新一轮的新兴信息产业的先机。以各国出台的各项针对物联网的计划为例，美国以物联网应用为技术核心的“智慧地球”计划、欧盟的十四点行动计划、日本的“U－Japan计划”、韩国的“IT839战略”和“u－Korea”战略、新加坡的“下一代I－Hub”计划、台湾的U－Taiwan计划等都是让物联网当成目前发展的重要战略目标[2]。
1.3 物联网预测技术的产生背景
1. 当今世界已经进入了高度智能化的阶段，几乎各行各业都运用了智能化设备。预测技术在当下蓬勃兴起和渐渐普及为设备预测维护的实现提供了囊括监控检测技术和设备故障分析技术等多种不同的先进技术。上述这些手段能够对实验设备的大致运转情况做到一种精准、实时地高效监控检测和故障分析。
2. 当代全球在往高度智能方向发展，而信息集成技术更是现如今最具有代表的智能技术，同时也是设备智能检测监控的基础并且也是自行保证设备智能化的手段。带有准确高效的监测装置的智能设备与相关智能系统相得益彰从而产生了这种预测技术的维护手段[5]。
3. 生产工艺的进步以及工业生产结构和工艺水平的变化导致对设备管理要求越来越高，并且设备管理目标也随之越来越高。其不断飞速增长的需求正在强有力的促使未来的设备维护向可预测性方向延伸。也正是上述的这些要求的越来越高大大促使了预测技术的蓬勃成长。与此同时这种技术与信息集成科技的相结合也为这种设备故障分析带去了非常坚实的后台支持。
1.4 设备监管系统的意义
全球自1990年之后便掀起了信息技术发展浪潮。随着全球智能技术火箭升空般的飞速发展，人们的生活习性和生产方式发生了相当巨大的变革。人们逐渐对机械设备和一些智能设备监管技术在帮助企业或者个人更好的管理这一方面形成了较为统一的认知。为了保证高校实验设备能够安全平稳地运转，合理高效的利用各种监控检测技术实现远端控制监控，从而来减少一些不必要的损失以确保设备的安全[6]。只要这些高校实验设备实现了远端监测监控这一技术，那么试验设备的各种安全问题就得到了保障，也为后续的处理带来了强力的数据来源。由于这种基于数据信息处理的设备能够高效和可靠的运行，才有了减少设备故障带给高校各种经济损失的效益。
1.5 课题研究目标及研究内容
本课题以高校重点实验设备为研究目标，目的在于设计运行出一套基于物联网技术，为高校实验设备提供监测监控服务且伴有人机交互界面的系统，为高校有关维护工作者带来维护方面的便利。采集端通过传感器收集到的数据经过传输到达接收端，并且数据在终端计算机上实现实时保存和处理。并且为用户提供了人机交互界面，系统让设备所检测监控的情况实时传达给客户端，以及根据传输的实时情况做出实验设备状态的相关处理，从而对其进行可行性的维护。同时，相关人员可以随时借助手机等一系列的终端设备登录人机交互界面，来查询被检测监控设备的实时状态。设备在有了相应的维护后，用户亦可以在完成有关维护举措后实时更改当前的设备状态。在可以进行上述功能的同时还可以访问并且追踪此实验设备过去的维护情况，依据设备当前的实时状态来采取进一步的措施。以此来取得更加精确和高效可靠地设备状态的监控检测和预测性维护。
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