基于Raspberry Pi的智能家居系统设计与开发
这是一篇关于Raspberry Pi,shell,Mutt,机器学习,用户权限的论文, 主要内容为传统家居的设备是以独立和被动触发的方式承担家庭的各项功能,从系统的角度来看,他们都是零碎的、混乱的、无序的,并不是一个有机的、可组织的整体。相对于传统家居系统的各项功能,智能家居系统由分散、独立的机械控制转变成集成互通的网络化管理控制模式。论文提出了一套基于Raspberry Pi的智能家居系统设计方案,将各自独立和不同触发方式的各种家居设备进行集成,依据以人为本并融合个性需求,由独立被动式触发转变为具有智能的管理控制,使用户可以随意地控制室内家居以及居住环境。系统以Raspberry Pi作为硬件平台,嵌入Raspbian操作系统作为软件开发运行环境,将智能家居系统划分为四个部分:远程登录模块、通讯接入数据模块、数据库管理模块和终端中间控制模块。其中远程登录模块在B/S架构下使用PHP技术响应远程客户端的动态请求,实现数据管理和服务功能;通讯接入数据模块与智能家居设备连接,使用shell脚本技术将通讯适配器中数据报文文件进行过滤和甄别,由此解决来自多个子系统高并发过量的冗余数据;运用Mutt邮件转发技术对甄别出的危险紧急信息即时反馈给远程客户端邮箱;数据库管理模块中建立了用户操作权限体系,不同的用户对智能设备拥有不同的操作权限,用户也具有联动操作功能,满足用户个性化控制需求;终端中间控制模块是控制中枢,通过共享内存以及信号量控制技术解决单指令多个子系统控制,利用数据库存储的历史操作记录经过机器学习生成规则,最终达到智能化管理目的。系统设计与研发中的主要难点是如何分解复杂指令或数据实现联动操作,达到家居智能化管理,系统又兼备节能、低成本、易扩展等特性。本文最后对智能家居系统各模块的功能进行了测试,利用初始化的规则信息和决策树更新后的规则信息对获取的传感器实体数据进行实验。实验表明本文设计基于Raspberry Pi的智能家居系统满足家庭用户的需求,各模块运行效果满足设计要求,证明了单指令多控制、利用数据智能化生成控制规则的可行性。
基于物联网的虫害测报系统的研制
这是一篇关于Android,Web客户端,云服务器,物联网技术,Raspberry Pi的论文, 主要内容为农业病虫害常常对作物造成严重危害,导致产量大幅降低,使得农业经济遭到巨大损失。因此,防止病虫害是保证作物产量的前提。随着信息技术的发展,以计算机为核心的虫害测报系统相继出现,使得传统农业向着智慧农业发展。虫害监测是智慧农业中不可或缺的重要组成部分,本文研究的基于物联网的虫害测报系统,由数据采集端、云平台和客户端三大部分组成。其中,由树莓派搭建的数据采集端完成田间虫害图像和环境参数的采集工作;云平台完成图像及数据的处理和存储;客户端实现对虫害监测数据的获取,系统同时支持在Web端与Android端的展示,测报的数据包括:温度、湿度、光照强度、害虫图片、害虫短视频、害虫数量,另外,还可在地图上查阅数据采集端,并将对应采集点的历史数据进行导出操作。本文的研究内容如下:(1)基于树莓派(Raspberry Pi)的数据采集终端,将Raspberry Pi终端作为数据采集的核心,结合各类传感器器件、无线传输模块,再加上害虫粘板与害虫性诱剂,完成对环境数据、害虫图片、短视频的采集任务。最终,将数据传输至云服务器端进行存储。(2)使用腾讯公司推出的云服务器(CVM)作为云平台的核心,云服务器负责运行其与终端通信的程序、Web网站后台服务程序、Android移动端后台服务程序。其中,后台服务程序由Spring、SpringMVC、Mybatis企业级开源框架(SSM)完成。使用关系型数据库MySQL开发完成终端上传数据的存储。利用VSFTPD技术和Nginx反向代理完成图片服务器的搭建。数据采集端与云平台通过TCP协议建立网络连接,使用Socket网络编程开发采集端与云平台数据交互的程序。采集端将环境参数、虫害数据上传到云平台,云平台既能负责接收、存储数据,亦可发送拍照上传等指令给采集端。(3)使用HTML、CSS以及JS嵌套JSP动态页面技术完成Web端网页的编写。利用Android手机完成虫害测报系统移动端的开发,移动端亦能完成对树莓派的各项操作:拍摄照片、拍摄视频、获取环境数据,同时还能查看测报数据、害虫原始图片及视频。最后,对Web端和移动端的两套代码进行测试,结果表明可以保证数据在两端展示的同步性。最终实现了虫害数据的监测,历史数据的测报、查询、导出等功能,极大的满足工作人员对PC端和移动端多端测报的要求。
基于物联网的虫害测报系统的研制
这是一篇关于Android,Web客户端,云服务器,物联网技术,Raspberry Pi的论文, 主要内容为农业病虫害常常对作物造成严重危害,导致产量大幅降低,使得农业经济遭到巨大损失。因此,防止病虫害是保证作物产量的前提。随着信息技术的发展,以计算机为核心的虫害测报系统相继出现,使得传统农业向着智慧农业发展。虫害监测是智慧农业中不可或缺的重要组成部分,本文研究的基于物联网的虫害测报系统,由数据采集端、云平台和客户端三大部分组成。其中,由树莓派搭建的数据采集端完成田间虫害图像和环境参数的采集工作;云平台完成图像及数据的处理和存储;客户端实现对虫害监测数据的获取,系统同时支持在Web端与Android端的展示,测报的数据包括:温度、湿度、光照强度、害虫图片、害虫短视频、害虫数量,另外,还可在地图上查阅数据采集端,并将对应采集点的历史数据进行导出操作。本文的研究内容如下:(1)基于树莓派(Raspberry Pi)的数据采集终端,将Raspberry Pi终端作为数据采集的核心,结合各类传感器器件、无线传输模块,再加上害虫粘板与害虫性诱剂,完成对环境数据、害虫图片、短视频的采集任务。最终,将数据传输至云服务器端进行存储。(2)使用腾讯公司推出的云服务器(CVM)作为云平台的核心,云服务器负责运行其与终端通信的程序、Web网站后台服务程序、Android移动端后台服务程序。其中,后台服务程序由Spring、SpringMVC、Mybatis企业级开源框架(SSM)完成。使用关系型数据库MySQL开发完成终端上传数据的存储。利用VSFTPD技术和Nginx反向代理完成图片服务器的搭建。数据采集端与云平台通过TCP协议建立网络连接,使用Socket网络编程开发采集端与云平台数据交互的程序。采集端将环境参数、虫害数据上传到云平台,云平台既能负责接收、存储数据,亦可发送拍照上传等指令给采集端。(3)使用HTML、CSS以及JS嵌套JSP动态页面技术完成Web端网页的编写。利用Android手机完成虫害测报系统移动端的开发,移动端亦能完成对树莓派的各项操作:拍摄照片、拍摄视频、获取环境数据,同时还能查看测报数据、害虫原始图片及视频。最后,对Web端和移动端的两套代码进行测试,结果表明可以保证数据在两端展示的同步性。最终实现了虫害数据的监测,历史数据的测报、查询、导出等功能,极大的满足工作人员对PC端和移动端多端测报的要求。
基于物联网的虫害测报系统的研制
这是一篇关于Android,Web客户端,云服务器,物联网技术,Raspberry Pi的论文, 主要内容为农业病虫害常常对作物造成严重危害,导致产量大幅降低,使得农业经济遭到巨大损失。因此,防止病虫害是保证作物产量的前提。随着信息技术的发展,以计算机为核心的虫害测报系统相继出现,使得传统农业向着智慧农业发展。虫害监测是智慧农业中不可或缺的重要组成部分,本文研究的基于物联网的虫害测报系统,由数据采集端、云平台和客户端三大部分组成。其中,由树莓派搭建的数据采集端完成田间虫害图像和环境参数的采集工作;云平台完成图像及数据的处理和存储;客户端实现对虫害监测数据的获取,系统同时支持在Web端与Android端的展示,测报的数据包括:温度、湿度、光照强度、害虫图片、害虫短视频、害虫数量,另外,还可在地图上查阅数据采集端,并将对应采集点的历史数据进行导出操作。本文的研究内容如下:(1)基于树莓派(Raspberry Pi)的数据采集终端,将Raspberry Pi终端作为数据采集的核心,结合各类传感器器件、无线传输模块,再加上害虫粘板与害虫性诱剂,完成对环境数据、害虫图片、短视频的采集任务。最终,将数据传输至云服务器端进行存储。(2)使用腾讯公司推出的云服务器(CVM)作为云平台的核心,云服务器负责运行其与终端通信的程序、Web网站后台服务程序、Android移动端后台服务程序。其中,后台服务程序由Spring、SpringMVC、Mybatis企业级开源框架(SSM)完成。使用关系型数据库MySQL开发完成终端上传数据的存储。利用VSFTPD技术和Nginx反向代理完成图片服务器的搭建。数据采集端与云平台通过TCP协议建立网络连接,使用Socket网络编程开发采集端与云平台数据交互的程序。采集端将环境参数、虫害数据上传到云平台,云平台既能负责接收、存储数据,亦可发送拍照上传等指令给采集端。(3)使用HTML、CSS以及JS嵌套JSP动态页面技术完成Web端网页的编写。利用Android手机完成虫害测报系统移动端的开发,移动端亦能完成对树莓派的各项操作:拍摄照片、拍摄视频、获取环境数据,同时还能查看测报数据、害虫原始图片及视频。最后,对Web端和移动端的两套代码进行测试,结果表明可以保证数据在两端展示的同步性。最终实现了虫害数据的监测,历史数据的测报、查询、导出等功能,极大的满足工作人员对PC端和移动端多端测报的要求。
基于物联网的虫害测报系统的研制
这是一篇关于Android,Web客户端,云服务器,物联网技术,Raspberry Pi的论文, 主要内容为农业病虫害常常对作物造成严重危害,导致产量大幅降低,使得农业经济遭到巨大损失。因此,防止病虫害是保证作物产量的前提。随着信息技术的发展,以计算机为核心的虫害测报系统相继出现,使得传统农业向着智慧农业发展。虫害监测是智慧农业中不可或缺的重要组成部分,本文研究的基于物联网的虫害测报系统,由数据采集端、云平台和客户端三大部分组成。其中,由树莓派搭建的数据采集端完成田间虫害图像和环境参数的采集工作;云平台完成图像及数据的处理和存储;客户端实现对虫害监测数据的获取,系统同时支持在Web端与Android端的展示,测报的数据包括:温度、湿度、光照强度、害虫图片、害虫短视频、害虫数量,另外,还可在地图上查阅数据采集端,并将对应采集点的历史数据进行导出操作。本文的研究内容如下:(1)基于树莓派(Raspberry Pi)的数据采集终端,将Raspberry Pi终端作为数据采集的核心,结合各类传感器器件、无线传输模块,再加上害虫粘板与害虫性诱剂,完成对环境数据、害虫图片、短视频的采集任务。最终,将数据传输至云服务器端进行存储。(2)使用腾讯公司推出的云服务器(CVM)作为云平台的核心,云服务器负责运行其与终端通信的程序、Web网站后台服务程序、Android移动端后台服务程序。其中,后台服务程序由Spring、SpringMVC、Mybatis企业级开源框架(SSM)完成。使用关系型数据库MySQL开发完成终端上传数据的存储。利用VSFTPD技术和Nginx反向代理完成图片服务器的搭建。数据采集端与云平台通过TCP协议建立网络连接,使用Socket网络编程开发采集端与云平台数据交互的程序。采集端将环境参数、虫害数据上传到云平台,云平台既能负责接收、存储数据,亦可发送拍照上传等指令给采集端。(3)使用HTML、CSS以及JS嵌套JSP动态页面技术完成Web端网页的编写。利用Android手机完成虫害测报系统移动端的开发,移动端亦能完成对树莓派的各项操作:拍摄照片、拍摄视频、获取环境数据,同时还能查看测报数据、害虫原始图片及视频。最后,对Web端和移动端的两套代码进行测试,结果表明可以保证数据在两端展示的同步性。最终实现了虫害数据的监测,历史数据的测报、查询、导出等功能,极大的满足工作人员对PC端和移动端多端测报的要求。
家用多功能机器人的研究与设计
这是一篇关于家用多功能机器人,Raspberry Pi,环境监控,远程控制,人脸识别的论文, 主要内容为随着我国人口老龄化的逐步加剧、二孩生育政策的放开以及就业压力的增大,越来越多的年轻人面临着担负更加沉重的家庭经济负担的问题,这使他们在辛勤工作时无暇去更好地照看老人和孩子。人工智能、机器人、物联网等技术的不断发展以及人们对智能化产品的需求,使得家用多功能机器人进入普通家庭成为必然趋势。本文所研究的家用多功能机器人系统有助于人们更好地照看老人和孩子,有助于人们掌握家庭环境情况,有助于人们保障家庭安全,对推动智能生活普及、实现智慧城市和维护社会稳定也具有非常重要的现实意义。本文以Raspberry Pi微控制器为核心,联合Arduino微控制器,设计并开发了家用多功能机器人系统,用于辅助家庭成员,保障家庭安全。该系统在环境监控方面具有环境数据监控、实时视频监控的功能;在运动行为上具有实时远程控制的功能;在安全认证方面具有人脸识别功能。在环境监控模块,本文采用Wi-Fi协议、TCP/IP协议和HTTP协议来实现无线网络信号传递,采用H.264视频编码方案对实时监控视频图像信号进行编码解码,采用RTP/RTCP协议来实现视频流的传输,采用C/S架构、B/S架构、数据库与服务器的设计来实现家庭环境监控数据的储存和显示,从而实现家用多功能机器人系统的环境数据监控与实时视频监控功能。在远程移动控制模块,本文设计了一个用户可通过手机控制端远程对家用多功能机器人进行移动控制的系统。用户可通过手机控制端远程向机器人发送命令关键字,机器人的Raspberry Pi微控制器在捕捉到信号后对命令关键字进行解析,并将解析的关键字发送给Arduino微控制器,Arduino微控制器先对解析后的关键字进行辨别,得出用户所需的机器运动方式,进而控制底层驱动器去执行,从而实现用户对机器人系统的远程移动控制。在人脸识别模块中,本文设计了一个基于深度学习的人脸识别安全验证系统。在嵌入式设备中移植训练好的Res-Net人脸识别模型,使用机器学习算法对人脸图像进行检测,并提取68个人脸的关键点,使用深度残差网络算法进行进一步识别,最后通过比较欧式距离来识别使用者身份,从而实现家用多功能系统的人脸安全验证功能。在系统实现部分,本文首先介绍了机器人系统所涉及的有关硬件接口,并绘制硬件接口电路图和设计系统功能算法,然后绘制了电路接口原理图,编程实现了系统功能,最后分别对机器人系统中不同功能模块进行了用例测试。最终表明,本文设计的家用多功能机器人系统能准确监测到室内温湿度、烟雾浓度等家庭环境数据,能对家庭环境进行实时视频监控且监控画面清晰流畅,能以人脸识别的方式对用户身份进行准确鉴别,能实现用户灵活地控制机器人的远程移动。
健康监测与服务系统研究与开发
这是一篇关于健康监测系统,数据通信服务器,Raspberry Pi,IOCP的论文, 主要内容为健康监测与服务是物联网、移动互联网技术在传统医疗健康服务领域的应用和创新。随着我国人口老龄化的加速和亚健康人群的不断增多,对健康监测服务的需求也不断增加,研究开发健康监测与服务系统具有较好的实际意义。本文研究并开发了一个健康监测与服务系统,可为用户提供便捷、高效的健康监测与管理服务。论文首先介绍了健康监测与服务系统的总体结构,包括数据感知层、服务支撑层和应用层。其中,数据感知层通过家庭健康监测网关采集并传输生理数据,服务支撑层负责接收、处理和存储健康监测网关上传的生理数据,应用层采用Web和Android APP两种方式为用户提供信息查询、健康咨询和指导等服务。同时,还介绍了系统实现中涉及的相关技术,如蓝牙通信、IOCP(I/O Completion Port,完成端口)通讯模型、MVC(Model-View-Controller)等技术。反映健康状况的生理数据是系统的基础。本文基于树莓派研究开发了一个家庭健康监测网关,用以接收和预处理便携式蓝牙心电仪、血糖仪等设备采集的生理数据。论文介绍了网关总体结构与工作流程,并重点阐述了网关主程序、蓝牙通信、数据解析、数据传输和存储等模块的设计与实现方法。为了提高服务器对健康监测网关数据传输的并发处理能力,本文设计开发了一个基于IOCP通讯模型的高并发数据通信服务器,并在双工通信、连接池、动态缓存以及服务管理等方面对服务器进行优化,提高服务器的通信效率。此外,针对大量家庭用户的生理数据上传问题,设计实现了基于“网关模式”的服务器集群结构,并使用心跳、负载均衡等技术提高集群的业务服务和扩展能力。本文使用Apache JMeter工具对数据通信服务器进行了压力测试,通过响应时间、吞吐量等指标分析了服务器最优数据包大小以及最佳服务并发数量。最后,在上述研究基础上,设计实现了健康监测与服务应用软件系统,包括健康监测服务Web应用系统和Android APP,为监护对象、健康医生、亲属以及管理员提供健康监测与管理服务。系统基于Spring MVC框架,设计RESTful风格的Web服务为两种应用提供数据服务接口,实现了系统逻辑上的统一。此外,系统提供基于Web Socket的消息通信功能,可实现监护对象与健康医生间的即时健康交流。
健康监测与服务系统研究与开发
这是一篇关于健康监测系统,数据通信服务器,Raspberry Pi,IOCP的论文, 主要内容为健康监测与服务是物联网、移动互联网技术在传统医疗健康服务领域的应用和创新。随着我国人口老龄化的加速和亚健康人群的不断增多,对健康监测服务的需求也不断增加,研究开发健康监测与服务系统具有较好的实际意义。本文研究并开发了一个健康监测与服务系统,可为用户提供便捷、高效的健康监测与管理服务。论文首先介绍了健康监测与服务系统的总体结构,包括数据感知层、服务支撑层和应用层。其中,数据感知层通过家庭健康监测网关采集并传输生理数据,服务支撑层负责接收、处理和存储健康监测网关上传的生理数据,应用层采用Web和Android APP两种方式为用户提供信息查询、健康咨询和指导等服务。同时,还介绍了系统实现中涉及的相关技术,如蓝牙通信、IOCP(I/O Completion Port,完成端口)通讯模型、MVC(Model-View-Controller)等技术。反映健康状况的生理数据是系统的基础。本文基于树莓派研究开发了一个家庭健康监测网关,用以接收和预处理便携式蓝牙心电仪、血糖仪等设备采集的生理数据。论文介绍了网关总体结构与工作流程,并重点阐述了网关主程序、蓝牙通信、数据解析、数据传输和存储等模块的设计与实现方法。为了提高服务器对健康监测网关数据传输的并发处理能力,本文设计开发了一个基于IOCP通讯模型的高并发数据通信服务器,并在双工通信、连接池、动态缓存以及服务管理等方面对服务器进行优化,提高服务器的通信效率。此外,针对大量家庭用户的生理数据上传问题,设计实现了基于“网关模式”的服务器集群结构,并使用心跳、负载均衡等技术提高集群的业务服务和扩展能力。本文使用Apache JMeter工具对数据通信服务器进行了压力测试,通过响应时间、吞吐量等指标分析了服务器最优数据包大小以及最佳服务并发数量。最后,在上述研究基础上,设计实现了健康监测与服务应用软件系统,包括健康监测服务Web应用系统和Android APP,为监护对象、健康医生、亲属以及管理员提供健康监测与管理服务。系统基于Spring MVC框架,设计RESTful风格的Web服务为两种应用提供数据服务接口,实现了系统逻辑上的统一。此外,系统提供基于Web Socket的消息通信功能,可实现监护对象与健康医生间的即时健康交流。
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