基于无线传感网络的校园水电管理系统开发
这是一篇关于能耗,Zigbee,无线传感网络,信息管理的论文, 主要内容为目前，我国建筑能耗占国家能耗的27.5%左右，随着城市化进程的不断发展，建筑用能还会不断的提升。建筑节能是实现节能减排目标任务中一个重要的环节。建筑节能工作的开展依赖于管理水平的提升，建筑能耗监控系统可以为能耗管理工作提供更为高效的管理工具。本文以高校建筑用水用电环境为研究背景，探讨构建水电监控系统的方法。校园建筑水电消耗具有分类广、总量多、节能空间大的特点，构建节约型校园不仅有利于高校自身的可持续发展，也能为构建资源节约型社会提供依据和推广示范作用。因此，建立校园水电监控系统对于提升能耗管理和节能评测的工作水平具有重要意义。 本文应用了无线传感网络的特点及优越性，利用Zigbee无线传输技术，将底层的采集终端，通过Zigbee无线传输网路传输，再由串口服务器将数据传输到数据中心，然后从数据中心调取数据后，进行分析监管。本文使用数据库管理系统是微软公司出品的Microsoft SQL SERVER2008R2，并且对数据库的表的设计进行了详细的设计，对业务逻辑及相应的数据关系进行解耦和划分，使之形成一套完整的、独立的、规范的数据库系统；本文采用的计算机网络结构是B/S结构，用户可以在不同的联网的计算机上查询校园水电消耗信息；开发方法是采用了普遍使用的结构化软件开发方法；在Windows7操作系统上以.net为开发平台，配合使用JSP脚本工具、APS开发架构，C#开发语言，实现了基于互联网的校园水电管理系统。 该系统的开发与实施，为用能单位摸清各部门的各类建筑、设备的用能规律，规范用能行为，优化内部成本核算，提升高能耗建筑、设备的节能管理手段提供了基础的决策依据，为提高高校能源使用管理水平奠定了基础，在当前国家大力提倡节能降耗，环保减排的大背景下，具有很高的实用性和推广应用价值。
灌浆监测系统的设计与实现
这是一篇关于灌浆监测,无线传感网络,BP神经网络,LSTM算法,数据融合的论文, 主要内容为随着无线传感网络在隧道工程建设中应用越来越广泛,将监测系统应用于灌浆过程监测不仅具有准确、高效、安全等优点,而且可以缩短施工周期,提高灌浆施工质量,防止施工事故的发生,给灌浆施工提供准确可靠的数据支持。为了实现灌浆实时监控施工过程控制,本文采用无线传感器网络等技术设计了一套灌浆监测系统,完成对硬件系统及软件系统的设计。同时,采用1吨容量的水塔容器搭建了模拟灌浆监测实验平台。最后,对监测的压力和应力实验数据进一步利用BP神经网络算法和LSTM算法进行训练,对两种算法训练结果进行对比分析,得到准确度更高的网络算法预测模型,其主要研究内容如下:(1)利用灌浆监测系统的硬件设计实现了灌浆压力和应变数据的采集处理和无线传输,灌浆监测终端选择CC2530芯片处理器作为监测系统的控制中心,进行了多传感器采集模块的设计、ZigBee模块电路的设计、NB-IoT模块电路的设计和电源电路的设计,选用ZigBee和NB-IoT技术作为数据远近距离无线网络传输方式,实现了灌浆系统中的压力和应变数据的采集和远程传输。(2)利用NB-IoT和ZigBee无线通信协议实现了监测终端和应用软件之间的通信,完成了上位机软件登陆界面的设计,上位机软件通过串口接收处理应变和压力数据,监测终端对数据进行显示和存储。对灌浆监测系统实验平台的搭建,对监测系统进行测试,测试包括系统硬件电路板和显示模块,最终测试表明,监测终端能够正常采集数据,能够对数据进行可视化显示和存储。(3)本系统基于无线传感网络的灌浆监测系统实现了压力和应变数据的采集和处理,得到了灌浆压力和应变值的变化范围。为了进一步对采集到的压力和应变数据进行预测,采用BP神经网络算法和LSTM算法对实测数据进行融合处理,并对两种神经网络算法预测结果进行对比分析。结果表明,实测值和预测值变化趋势基本一致,BP神经网络算法预测结果中的实测值和预测值之间的平均绝对误差和均方误差值均大于LSTM算法预测结果。因此,LSTM网络算法对压力和应变值预测效果更好,满足了对灌浆质量进行实时监控的需求,具有一定的实用价值。
B/S架构物联网环境监测系统的设计与实现
这是一篇关于物联网,B/S架构,无线传感网络,环境监测,Java EE的论文, 主要内容为随着当今社会科学技术的不断发展,互联网的普及引发了全新的信息革命和产业革命,已经成为经济发展的重要引擎。而物联网的诞生,则被视为是互联网的应用扩展。顾名思义,“物联网的定义是物与物相连的互联网”,它把目标环境中所有的物品或人与网络进行连接,以达到对其控制、识别和管理的目的。然而,由于物联网是最近几年才流行起来的产物,存在着标准体系尚未建立,应用需求领域不够明确,缺少研发核心技术等缺点,在人民生活水平中尚未带来显著地实际意义和应用。本文为扩展物联网技术在日常生活等方面的应用,以及探索物联网的核心技术,依托其三端框架技术:感应端、服务端和应用端,设计并实现了基于B/S架构的物联网环境监测系统。该系统的设计目标是主要满足人们对物联网日益增长的需求,使人们可以更便捷地管理和控制空间环境参数,以及提供物品安全保障。 论文在系统地阐述物联网概念的架构体系、设计原则及软硬件平台的基础上,对前台页面、控制器和后台处理模块进行了详细的设计,其中,前台页面是通过编写JSP语言来实现了用户管理、传感器管理、采集信息显示与控制等主要功能;控制器通过JavaEE平台添加Java类实现了对各功能模块的控制;后台处理实现了数据库的设计,并通过添加相应类对采集到的数据结合数据库进行存储与管理。并且该系统通过ZigBee的无线传感网络技术,收集并实时显示了温湿度信息,控制蜂鸣器报警以及在前台页面显示各个传感器在空间内的拓扑结构的功能。 本系统的实现可使每个平台用户通过互联网与本机服务器相连,执行实时查询、控制环境参数,管理用户信息,控制传感节点等操作。随着物联网技术的发展,该系统将会有很大的发展空间。
基于电磁式自供电的设备状态监测系统设计
这是一篇关于电磁感应,能量采集,自供电系统,无线传感网络,ZigBee的论文, 主要内容为随着无线传感技术的快速发展,各种无线传感技术在工业生产方面得到了广泛的应用,其中对设备状态监测的智能设备更为流行。但目前成熟的智能监测设备都需要电池或电线对其进行供电,随着终端设备数量的增加,电池更换成本高或布置电线不方便已成为生产智能化过程中最需要解决的问题。收集生产设备运行过程中产生的能量并对终端设备进行供电,是一种很好的取代电池供电的解决方法。工厂中被广泛采用的传送带,常常会由于托辊出现问题,而影响整个工作线的作业,研究人员提出了不少智能化托辊的设计,但这些方案都需要托辊与智能设备在设计阶段就进行适配,适用性低,无法在工厂已安装的托辊上使用。本文提出了一种非接触式的能量采集方法,针对托辊转动过程中产生的动能设计出基于电磁式自供电的设备状态监测系统,该系统无需改变现有传送带的零件和装配,不与被测托辊产生接触,而是通过磁场将托辊的部分动能转换为电能并对终端无线传感设备进行供电和储能。该系统主要包括自供电模块、电源管理模块和无线传感模块,成功实现了终端无线传感节点自供电、系统无接触式安装和数据实时云端显示的功能。为实现上述功能,本文主要做了如下工作:(1)设计了一种基于电磁式的自供电模块,并对其进行了理论分析。提出了一套利用ANSYS Maxwell和MATLAB联合仿真的建模方案,利用此模型可以直接预测到不同工作状态下自供电模块的输出电压波形。(2)利用联合仿真的模型进行理论分析,从多方面对第一代自供电模块进行优化分析。在外界不同激励条件下,优化后的第二代自供电模块的输出功率优于第一代自供电模块输出功率,在外部激励条件为700转/分钟的情况下,模块输出功率从第一代的22m W提升至第二代的31m W,提升了40.9%。(3)设计了电源管理模块,其中包括整流电路、储能元件、稳压电路和迟滞电路。这些电路皆采用低功耗器件实现电路功能。(4)设计了用于数据获取和通讯的无线传感模块,选择了功耗较低的ZigBee通讯协议。无线传感模块在工作时功耗为41m W,进入PM2睡眠模式后,工作电流仅仅为1μA。(5)制作了带15个传感节点的自供电设备状态监测系统,并在传送带模拟平台上进行了性能测试。在传送带模拟平台上,模拟托辊(转盘)的转动速度处于500rpm至1600rpm之间,模拟平台开启两分钟后,各个无线传感节点陆续启动工作,并发送转盘的转速数据至Ali Cloud平台,该测试充分验证了自供电设备状态监测系统的可行性。
灌浆监测系统的设计与实现
这是一篇关于灌浆监测,无线传感网络,BP神经网络,LSTM算法,数据融合的论文, 主要内容为随着无线传感网络在隧道工程建设中应用越来越广泛,将监测系统应用于灌浆过程监测不仅具有准确、高效、安全等优点,而且可以缩短施工周期,提高灌浆施工质量,防止施工事故的发生,给灌浆施工提供准确可靠的数据支持。为了实现灌浆实时监控施工过程控制,本文采用无线传感器网络等技术设计了一套灌浆监测系统,完成对硬件系统及软件系统的设计。同时,采用1吨容量的水塔容器搭建了模拟灌浆监测实验平台。最后,对监测的压力和应力实验数据进一步利用BP神经网络算法和LSTM算法进行训练,对两种算法训练结果进行对比分析,得到准确度更高的网络算法预测模型,其主要研究内容如下:(1)利用灌浆监测系统的硬件设计实现了灌浆压力和应变数据的采集处理和无线传输,灌浆监测终端选择CC2530芯片处理器作为监测系统的控制中心,进行了多传感器采集模块的设计、ZigBee模块电路的设计、NB-IoT模块电路的设计和电源电路的设计,选用ZigBee和NB-IoT技术作为数据远近距离无线网络传输方式,实现了灌浆系统中的压力和应变数据的采集和远程传输。(2)利用NB-IoT和ZigBee无线通信协议实现了监测终端和应用软件之间的通信,完成了上位机软件登陆界面的设计,上位机软件通过串口接收处理应变和压力数据,监测终端对数据进行显示和存储。对灌浆监测系统实验平台的搭建,对监测系统进行测试,测试包括系统硬件电路板和显示模块,最终测试表明,监测终端能够正常采集数据,能够对数据进行可视化显示和存储。(3)本系统基于无线传感网络的灌浆监测系统实现了压力和应变数据的采集和处理,得到了灌浆压力和应变值的变化范围。为了进一步对采集到的压力和应变数据进行预测,采用BP神经网络算法和LSTM算法对实测数据进行融合处理,并对两种神经网络算法预测结果进行对比分析。结果表明,实测值和预测值变化趋势基本一致,BP神经网络算法预测结果中的实测值和预测值之间的平均绝对误差和均方误差值均大于LSTM算法预测结果。因此,LSTM网络算法对压力和应变值预测效果更好,满足了对灌浆质量进行实时监控的需求,具有一定的实用价值。
基于Eclipse的无线传感网络开发工具集的设计与实现
这是一篇关于无线传感网络,开发工具集,集成开发环境,编辑器,代码分析,仿真,Eclipse插件的论文, 主要内容为无线传感网络(WSN)是由部署在监控区域内的大规模传感器节点组成的,为安全监控、过程控制、农作物观察以及医学监控和诊断等领域提供不同功能的自组织网络系统。与传统应用开发有所区别,WSN中不仅要提供代码编辑、编译、调试等基本功能,还需要进行仿真、监控等其他环节,导致其应用程序设计和开发面临很大的挑战。因此,为WSN提供一个统一开发工具集可以简化应用开发,提高开发效率。 本文针对无线传感网络的应用开发问题展开了深入研究,设计和实现了基于Eclipse的CSpire/SenSpire OS 1.2的无线传感网络开发工具集。该工具集主要包括两部分：源代码编辑器通过提供一个内部代码分析模块,设计了使用XML的系统库接口封装方式、有效的增量解析方法和综合错误处理恢复机制,提供了丰富的代码编辑功能,提高了代码编写效率;仿真工具集成使用适配模式设计的可扩展框架可用于集成多种仿真工具,为开发者提供了统一的仿真界面,隐藏了底层细节,缩短学习使用曲线。编辑器和仿真工具集成通过Eclipse插件框架集成到SenSpire集成开发环境中,为无线传感网络的应用开发提供了一个统一的开发平台。 与既有WSN相关开发工具集相比,本文设计的编辑器和仿真集成有一定的易用性、可扩展性和跨平台特性。对于开发而言,编辑器提供的丰富功能和仿真集成具有很高的易用性。对于系统框架而言,编辑器将代码解析部分和具体功能实现独立封装,并为以后的二次开发提供了很好的封装接口。仿真集成设计了一个适配框架,以便于进行不同仿真功能的集成,提供了可扩展性。工具集以插件方式通过Eclipse平台集成,提供了跨平台特性。
基于B/S温室环境远程监测系统的研究
这是一篇关于温室环境,远程监测,B/S结构,无线传感网络的论文, 主要内容为温室大棚是我国设施农业的一个重要组成部分。温室环境与农作物产量息息相关,进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证。近年来,我国智能温室产业的发展异常迅速,这得益于现在先进的自动化设备,以及飞速发展的互联网技术。这两种技术结合在一起就是目前的新兴领域——物联网,将它应用于智能温室产业是未来现代化农业的新方向。因此,本文设计了基于B/S模式的远程温室监测系统。本文首先阐述了 B/S模式远程监测系统的应用背景和研究意义。结合温室监测需求,设计了系统总体架构,主要有环境参数无线传感网络采集系统、上位机,Web服务器和数据库服务器。根据系统硬件设计要求,以单片机、无线模块和传感器构建基于ZigBee协议的无线传感网络,将环境信息传输给上位机。上位机监测软件基于LabVIEW编程,实现了用户管理、数据分析、控制输出等功能。通过比较研究C/S和B/S两种模式,提出将传统B/S架构的业务逻辑层进行扩展,添加现场监测层,设计基于B/S模式的四层架构模式,构建了 Web远程监测系统。该系统使用PHP+Apache+MySQL的开发模式设计开发,具有良好的可移植性。根据系统需求在MySQL中建表,完成环境参数、用户信息和其他相关信息的存储。通过对Web网络技术、PHP技术、Ajax技术和数据库技术的分析研究,实现了 Web网站的前台页面和后台页面。设计了前台操作页面和后台管理页面及各个功能模块,实现了环境数据查询、曲线分析、用户登录和病害信息查询等功能。通过对本系统进行功能测试,实现了“现场采集——远程监测”的功能。本系统实现了分布式温室环境信息的有效管理和远程监测,不仅具有良好的实时监测性、开放性和兼容性,而且更能直观的在线监测环境信息,为用户分析、决策提供科学可靠的支持。
基于WSN的新疆冷鲜羊肉冷链运输监测系统研究
这是一篇关于新疆冷鲜羊肉,冷链物流,无线传感网络,监测系统的论文, 主要内容为新疆畜牧区作为我国的五大主要畜牧区之一,牧羊业在畜牧产业的生存和发展的优势十分明显。新疆的冷鲜羊肉,肉质细嫩,胆固醇和脂肪酸的含量相对较低,受到广大新疆消费者的青睐和喜爱。同时,冷鲜羊肉的肉质柔软,富有弹性,流失汁液较少,滋味鲜美,也符合人们对新鲜羊肉的品质和安全问题提出的食品质量要求,冷鲜羊肉逐渐发展成为生鲜制品消费市场的主流。但是冷鲜的羊肉制品作为一种特殊生鲜食品,具有不易贮藏的劣势,因此羊肉的冷链运输对于冷鲜羊肉食品品质的保持及延长货架期具有重要的意义。本文通过对新疆冷鲜羊肉冷链运输产业的实地调研和分析,根据冷鲜羊肉腐败衰变机理,确定冷链物流运输气体监测参数,将气味与其他新鲜度检测指标结合,构建冷鲜羊肉新鲜度预测模型,结合冷鲜羊肉冷链运输实际管理需求,设计开发基于WSN(Wireless Sensor Network)的新疆冷鲜羊肉冷链运输监测系统。论文的主要研究内容及主要结论如下。第一部分主要介绍了近几年冷链物流监测技术、冷链物流监测参数和冷链物流监测系统三方面的国内外现状以及应用,通过文献梳理结合国内冷链运输监测系统相关技术应用发展,重点关注无线传感器网络技术应用,确定冷鲜羊肉冷链运输监测系统的基本组成框架。第二部分主要进行了冷鲜羊肉新鲜度监测实验及新鲜度模型预测评价。冷鲜羊肉新鲜度指标包含色差、pH、气味和挥发性盐基氮参数等,随着冷藏天数的增加各指标均会呈现一系列的变化,通过相关检测可对不同温度冷藏的冷鲜羊肉样本进行新鲜度指标获取,运用实验数据验证径向基神经网络模型的预测性能,对冷鲜羊肉的新鲜度进行预测。第三部分主要介绍了冷鲜羊肉监测系统的实现过程。新疆冷鲜羊肉冷链运输监测系统主要包括冷链运输车厢环境数据实时采集传输与监测系统应用中心的远程管理。利用相关传感器设计环境采集终端,采集车厢冷鲜羊肉的运输环境数据,同时,WSN结合GPRS(General packet radio service)技术实现无线传感器主汇聚节点功能,实现数据汇集与数据传输,最后,利用软件技术进行监测系统应用平台的开发,基于B/S(Browser/Server)架构,实现了冷鲜羊肉监测系统的开发。最后进行了冷鲜羊肉冷链运输模拟实验,对系统进行测试,结果表明冷鲜羊肉冷链物流监测系统的硬件能够正常工作,监测系统的软件设计能够满足第三方物流企业对系统的基本需求。冷鲜羊肉的监测管理系统的开发和设计应用,可以有效降低物流服务企业的运营成本,提高企业的服务效率,增加了企业的社会经济效益,整体上促使社会现代化管理水平稳步上升。
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