基于无线传感器网络的实验室设备运行状态监测系统-计算机技术专业论文.docx

Monitoring System Of Laboratory Equipment Running Status Based On Wireless Sensor Network A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Liu Zhuo Supervisor：Prof. Zhang Wei Gang Chang’an University, Xi’an, China I I II II 摘 要 近年来，随着高等教育改革的不断深化，国家对高校实验室建设的财政支出持续 加大，实验室和实验设备数量越来越多。怎样对这些实验设备进行规范化、科学化和 信息化的监测与管理也就变得十分重要。本文根据现有实验室设备的具体情况，设计 并实现了一套基于无线传感器网络的实验室设备运行状态监测系统，实现了管理人员 对实验室设备运行状态的远程实时监测。 整个监测系统通过构建 ZigBee 网络的星形拓扑结构实现了无线传感器网络的组 建。系统由传感器节点、汇聚节点和管理节点组成。其中传感器节点部署在监测区域， 以 CC2530 作为控制芯片，采用电流互感器和峰值检测电路获取流经实验室设备的电 流峰值，通过电流峰值与阈值进行比较，判断出实验室设备的运行状态，并与当前时 间连同设备信息通过 ZigBee 无线网络发送至汇聚节点；汇聚节点由 ZigBee 模块和嵌 入式开发板组成，其中 ZigBee 模块用来汇集传感器节点发送来的数据，并将数据通过 串口发送给嵌入式开发板，嵌入式开发板接收到数据后，采用 TCP 协议将数据通过校 园网上传至管理节点，实现无线传感器网络和以太网的连接；管理节点由服务器模块 和监测平台组成，其中服务器端程序采用 Java 语言编写，用来接收并保存来自汇聚节 点的数据，监测平台采用 Java Web 技术开发了实验室设备运行状态监测系统，利用 JDBC 技术从服务器模块的数据库中获取设备的运行状态，实现了实验室管理人员对 实验室设备运行状态的远程监测。 本文首先对系统进行了需求分析，并根据分析结果提出了一个基于无线传感器网 络的实验室设备运行状态监测系统的设计方案，然后对系统的硬件部分进行了设计与 实现，并在此基础上完成了系统的软件开发。通过软硬件的结合，实现了设备运行状 态的远程监测，有效地提高实验室设备的管理水平。 经过联机测试，系统运行正常，实现了预先设计的功能，具有较高的应用价值。 关键词：设备监测，无线传感器网络，ZigBee，CC2530，Java Web Abstract In recent years, with the deepe ning of higher education reforms, the financial expenditure of university laboratory construction continue to increase, which leads the number of laboratories and experimental equipments are also increasing. How to monitor and manage these equipments scientifically and scientifically becomes very important. According to the exciting concrete conditions of experimental equipments, this paper designs and realizes a laboratory equipments running monitoring system based on wireless sensor network, and this system can make managements realize a remote and real-time monitoring of running status of laboratory equipments. The whole monitoring system realizes the formation of the wireless sensor network by constructing the star topology of ZigBee network. The system consists of sensor node, sink node and management node. The sensor node is deployed in the monitorin