網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)精選(九篇)

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第1篇：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)范文

[關(guān)鍵詞]輿情監(jiān)測；系統(tǒng)框架；網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；模板功能

中圖分類號：TP391.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）15-0306-01

2016年1月22日，CNNIC（中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心）我國第37次《互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》，該報告中指出，截止到2015年底，我國網(wǎng)民的總數(shù)量已經(jīng)達(dá)到6.88億，年增長率為6.1%，計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)的普及率超過50.0%，數(shù)據(jù)表明我國互聯(lián)網(wǎng)的普及速度較快，手機(jī)、電腦等移動終端已逐步覆蓋于人們生活，只要在有網(wǎng)的情況下，人們接收、傳播信息的速度將會變得更快。極大程度改變?nèi)藗儨贤ń涣鞣绞降耐瑫r，也對網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)測提出了更高要求。

1.網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展研究現(xiàn)狀

互聯(lián)網(wǎng)是一個全開放型的交流平臺，與傳統(tǒng)媒體相比，傳播信息的速度更快，同時人們也可通過微博、論壇、貼吧等平臺，成為傳播信息的主體，這也加速了網(wǎng)絡(luò)輿情的形成。受到網(wǎng)民素質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等因素的影響，網(wǎng)絡(luò)中仍存在很多不良消息，如暴力、恐怖等，如果被某些不法分子利用，將會造成極大的網(wǎng)絡(luò)動態(tài)，導(dǎo)致社會中存在不穩(wěn)定因素。因此，相關(guān)政府必須加大對網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)測的重視程度，采取針對性解決措施，為網(wǎng)民創(chuàng)建更安全的環(huán)境。

網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)測工作在國際中發(fā)展歷程較長，最為傳統(tǒng)的監(jiān)測手段一般采取手工操作，以人工方式為基礎(chǔ)，通過員工監(jiān)測指定頁面的方式，檢索出頁面中重點(diǎn)監(jiān)測詞匯，從而尋找出最新的輿情動向。隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，該種監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)大量信息的需求，基于此，TDT研究項目產(chǎn)生，其核心內(nèi)容包括話題追蹤、監(jiān)測、報告及關(guān)聯(lián)監(jiān)測等。

2.構(gòu)建系統(tǒng)模塊框架

構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)測系統(tǒng)框架，需要廣大技術(shù)人員與政府機(jī)構(gòu)共同努力，結(jié)合我國網(wǎng)民實(shí)際需求，不斷健全系統(tǒng)監(jiān)測模塊，營造良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。從監(jiān)測過程及程序的角度分析，其框架本質(zhì)為獲取收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、依據(jù)不同用戶要求分析，整個系統(tǒng)模塊的構(gòu)造如圖1所示[1]：

2.1 收集數(shù)據(jù)模塊

收集數(shù)據(jù)模塊是網(wǎng)絡(luò)輿論監(jiān)測系統(tǒng)框架最基礎(chǔ)的模塊，主要發(fā)揮著獲取網(wǎng)絡(luò)信息的功能，具備全天候不間斷收集、自動收集等特點(diǎn)，既可收集整個網(wǎng)絡(luò)也能指定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行收集。在收集的過程中，應(yīng)注意以下兩方面的事項，一是盡可能獲取最為全面的數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)的完整性與原始性；二是提升數(shù)據(jù)收集的準(zhǔn)確性與可靠性，所有被收集的數(shù)據(jù)應(yīng)盡量符合網(wǎng)絡(luò)用戶關(guān)注的輿論熱點(diǎn)，滿足以上兩個條件后，才能更好地進(jìn)行輿情預(yù)處理與分析。

當(dāng)前，收集數(shù)據(jù)的方式主要有以下兩種：一是網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)[2]，HTML協(xié)議作為互聯(lián)網(wǎng)中基本協(xié)議，以URL（統(tǒng)一資源定位符）為基礎(chǔ)，將互聯(lián)網(wǎng)中絕大部分資源聯(lián)系起來，形成一個完整的整體。而網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)是指從預(yù)先設(shè)置好的URL列表出發(fā)，按照順序?qū)α斜碇许撁孢M(jìn)行訪問并獲取數(shù)據(jù)，并通過分析頁面中其他URL，并智能選擇出符合系統(tǒng)要求的URL，將其放到待訪問隊列，通過遍歷式訪問，搜查限定范圍，更為精準(zhǔn)的獲取數(shù)據(jù)；二是元搜集技術(shù)，搜索引起是大多數(shù)用戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的途徑，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，提供搜索引擎的服務(wù)商越來越多，通過對不同的搜索引擎設(shè)置元搜索的方式，從而更為廣闊的收集不同引擎間的數(shù)值，該種技術(shù)構(gòu)建簡單，且數(shù)據(jù)獲取準(zhǔn)確率較高。

2.2 預(yù)先處理數(shù)據(jù)模塊

網(wǎng)絡(luò)頁面中存在的數(shù)據(jù)較多，且具有自身特點(diǎn)，包括描述與內(nèi)容兩種，屬于半結(jié)構(gòu)化形式的數(shù)據(jù)，如果直接對已獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將會增加其分析難度，因此，需對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，主要包括以下兩個步驟：首先，提取網(wǎng)頁中熱點(diǎn)內(nèi)容，從噪音中摘取出用戶關(guān)注的新聞或者其他內(nèi)容，并將其轉(zhuǎn)化為HTML標(biāo)簽樹[3]，并建立出對應(yīng)的提取規(guī)則；其次，進(jìn)行文本分詞環(huán)節(jié)，對于頁面中獲取的連續(xù)、非結(jié)構(gòu)性文本進(jìn)行對應(yīng)處理，使其更加規(guī)范化。

2.3 整理數(shù)據(jù)模塊

整理分析數(shù)據(jù)模塊是系統(tǒng)框架中最為核心的模塊，具備主題聚類、發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)、等方面的功能。基于主題聚類而對角度分析，聚類能夠更為直觀的展示新主題，并將整理過后的內(nèi)容歸結(jié)到同一特征的空間中；發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)主要是指發(fā)現(xiàn)人們輿論關(guān)注點(diǎn)，在互聯(lián)網(wǎng)的時代背景下，網(wǎng)絡(luò)中的輿情主題無時無刻不在變化，而輿情監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)狳c(diǎn)問題從諸多主題中科學(xué)選擇出來，并合理推送到輿情分析工作人員手中。整理數(shù)據(jù)模塊的過程中，工作人員應(yīng)注意填寫好網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)控登記表，具體模塊內(nèi)容如表1所示：

2.4 呈現(xiàn)結(jié)果模塊

呈現(xiàn)結(jié)果模塊主要是為科學(xué)展示網(wǎng)絡(luò)輿分析，并為決策提供參考依據(jù)，經(jīng)過分析的結(jié)果能夠更為簡單的傳遞到?jīng)Q策工作人員手中，其具備以下幾方面的功能：查詢所有針對性主題；推送最新網(wǎng)絡(luò)主題；警告拐點(diǎn)或輿情熱點(diǎn)；輿情發(fā)展變化情況等。

3.結(jié)束語

綜上所述，隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對互聯(lián)網(wǎng)的依賴程度越來越大，因此，相關(guān)政府機(jī)構(gòu)須加大對輿情監(jiān)測系統(tǒng)的重視程度，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息傳播特點(diǎn)，遵循監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)程序，即收集數(shù)據(jù)、預(yù)處理數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、呈現(xiàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，在這個過程中，應(yīng)從以下兩方面展開工作。首先，對于收集數(shù)據(jù)而言，應(yīng)盡量拓寬監(jiān)控網(wǎng)頁種類，通過搜集社區(qū)網(wǎng)頁、論壇數(shù)據(jù)的方式，更廣泛、全面的獲取專業(yè)網(wǎng)絡(luò)輿論數(shù)據(jù)；其次，對于分析、決策輿情而言，須以數(shù)據(jù)挖掘、語言處理等技術(shù)為前提，加入自動摘要、熱點(diǎn)搜索、智能搜索等用戶高級需求，進(jìn)一步擴(kuò)展輿情報警等功能，創(chuàng)建出更為和諧的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1] 董天策.網(wǎng)絡(luò)公共事件研究的符號學(xué)路徑――《網(wǎng)絡(luò)公共事件：符號、對話與社會認(rèn)同》序[J].新聞研究導(dǎo)刊，2015，22：200+189.

第2篇：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞:Internet;監(jiān)測;溫濕度

中圖分類號:TP393.09文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2009)25-7103-02

Temperature and Humidity Observation System Based on Network Transmission

RON Wu, YANG Ya-fang

(Yangtze University, Jingzhou 434023,China)

Abstract: Based on Internet networking constitution temperature and humidity observation system,Construction in the Internet, microcomputer and transmitting instrument oftemperature and humidity and so on.Realizes to the many special warehouse temperature and humidity long-distance real-time monitor,uses programming and so on VC 、C++ and .

Key words: internet; observation; temperature and humidity

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用越來越廣泛,不僅在辦公自動化及各項管理中得到了廣泛的應(yīng)用,而且在各領(lǐng)域的視頻監(jiān)控及企業(yè)對生產(chǎn)過程和環(huán)境信息的監(jiān)測也得到了應(yīng)用推廣。

1 系統(tǒng)的硬件組成

本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。主要由JWSL―2系列壁掛型溫濕度變送器、PC微機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、后臺服務(wù)器及客戶端等組成。JWSL―2系列壁掛型溫濕度變送器采集當(dāng)前溫度和濕度,再通過變送器內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換芯片將溫濕度轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。當(dāng)PC機(jī)通過串口向變送器發(fā)送一條數(shù)據(jù)接收指令時,變送器將對應(yīng)于溫濕度的數(shù)字信息發(fā)送給RS-485總線上,經(jīng)長距離傳輸?shù)絇C機(jī),其中,要經(jīng)過RS―485電平轉(zhuǎn)換成RS―232電平,才能被PC微機(jī)的串口接收。PC機(jī)通過串口通信接收和處理數(shù)據(jù),并與互聯(lián)網(wǎng)相連后將數(shù)據(jù)上傳到后臺服務(wù)器,客戶終端可以上網(wǎng)查看監(jiān)視各個監(jiān)測點(diǎn)溫濕的變化情況,并做出相應(yīng)的管理措施。

2 JWSL―2系列壁掛型溫濕度變送器

變送一體化設(shè)計,用于感應(yīng)、處理與輸出溫濕度值,適用于普通室內(nèi)環(huán)境溫濕度的測量。

2.1 主要技術(shù)參數(shù)

量程:濕度: 0～100%RH,溫度:±0.5℃(0～50℃)

輸出信號:電流輸出型:兩線制4-20mA;電壓輸出型:0-5V ;網(wǎng)絡(luò)輸出型:RS485 RS232

3.2 通訊協(xié)議

1)符合 MODBUS 標(biāo)準(zhǔn)(16 進(jìn)制方式)。主機(jī)查詢,變送器應(yīng)答的主從方式查詢溫濕度數(shù)據(jù)。

地址 03 00 00 00 02

例:對地址為01的變送器讀溫濕度的操作為:010300000002C40B

應(yīng)答為:

其中,CRCH為CRC 校驗的高字節(jié),CRCL為CRC 校驗的低字節(jié)。

2)數(shù)據(jù)H(高位字節(jié))和數(shù)據(jù)L(低位字節(jié))為各自對應(yīng)的當(dāng)前溫濕度值:

上傳的數(shù)據(jù)需要除十,如濕度上傳16進(jìn)制數(shù)0X0311,對應(yīng)十進(jìn)制為00785,即78.5%RH。

零下溫度換算,如溫度上傳16進(jìn)制0XFF8C,對應(yīng)十進(jìn)制數(shù)為:0XFFFF-0XFF8C=0X73=115表示-11.5℃。

3)幀格式中有8位數(shù)據(jù)位,無校驗,1位停止位,波特率可以設(shè)定1200,2400,4800,9600。

3 軟件編程

3.1 PC機(jī)RS-232C串口接收溫濕度變送器傳送來的溫濕度值

Microsoft Communications Control(簡稱MSComm)是Microsoft公司提供的簡化Windows下串行通信編程的ActiveX控件,它為應(yīng)用程序提供了通過串行接口收發(fā)數(shù)據(jù)的簡便方法,MSComm控件通過串行端口傳輸和接收數(shù)據(jù)。選用VC編程,通過調(diào)用復(fù)雜的API函數(shù),而且采用事件驅(qū)動(Event-driven)的方法。利用MSComm控件的OnComm事件,就可以在OnComm事件處理函數(shù)中加入自己的處理代碼,遵守溫濕度傳感器的通訊協(xié)議編程,即實(shí)現(xiàn)捕獲并處理通訊事件中接收到的溫濕度值,并存入相應(yīng)的表格中,。只需擁有一個MSComm控件對應(yīng)著一個串行端口。

// 接受數(shù)據(jù)

for(k=0; k {

safearray_inp.GetElement(&k,rxdata+k); //轉(zhuǎn)換為BYTE型數(shù)組

BYTE bt=*(char*)(rxdata+k); //字符型

strtemp.Format(“%c”,bt); //將字符送入臨時變量strtemp存放

recd+=strtemp; }

3.2 保存采集的數(shù)據(jù)

在C++ 環(huán)境中利用ADO方式連接SQL數(shù)據(jù)庫并將捕獲的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中,步驟如下:

1)首先需要導(dǎo)入ADO類,方式如下:

#import"C:\\ProgramFiles\\CommonFiles\\System\\ado\\msado15.dll" no_namespace rename("EOF","adoEOF")rename("BOF","adoBOF")

2)添加一個指向Connection對象的指針:

_ConnectionPtr m_pConnection; //連接對象

m_pConnection.CreateInstance("ADODB.Connection");

3)連接數(shù)據(jù)庫:

m_pConnection->Open("Provider=SQLOLEDB.1;server=.;database=temperatuer;uid=yinan;pwd=123456;","","",adModeUnknown);

//其中temperature為數(shù)據(jù)庫名,yinan和123456 為測試的測試名和密碼。

4)執(zhí)行SQL命令將采集的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中:

m_pConnection->Execute("insert into data(temperature,humidty,name,) values (tem, hum,’倉庫1’)",&RecordsAffected,adCmdText);

//其中tem為采集的溫度,hum為采集的濕度,倉庫1為倉庫的名稱

5)關(guān)閉與數(shù)據(jù)庫的連接,釋放內(nèi)存資源:

if(m_pConnection->State)m_pConnection->Close();

3.3 客戶端瀏覽數(shù)據(jù)

使用B/S模式讓客戶在瀏覽器中觀察采集的數(shù)據(jù),采用的方式是使用編程。具體方式如下:

添加一個.aspx頁面,頁面中包括一個Repeater數(shù)據(jù)綁定控件,用來顯示數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),還包括一個下拉列表框,用來選擇查看數(shù)據(jù)的方式,該頁面所對應(yīng)的.cs文件的關(guān)鍵代碼如下:

if (ddlChoice.SelectedValue == "storage")

{cmdStr = "select name, temperature ,humidity,addDate from data,storage where data.storageid = storage.idorder by name desc,addDate desc";

BindData(cmdStr);

}

if (ddlChoice.SelectedValue == "date")

{ cmdStr = "select name, temperature ,humidity,addDate from data,storage where data.storageid = storage.idorder by data.addDate desc,name desc";

BindData(cmdStr);

}

// 其中ddlChoice為下拉列表框的名稱,cmdStr是要執(zhí)行的SQL語句,BindData方法實(shí)現(xiàn)了綁定數(shù)據(jù)的過程,該頁面瀏覽效果如圖2所示。

也可按時間來查看,效果如圖3所示。

4 結(jié)論

該文全面介紹了基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臏貪穸葯z測系統(tǒng)的總體設(shè)計以及各部分的主要結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)已經(jīng)用于大范圍的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。該計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)適用范圍廣,監(jiān)測數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確,達(dá)到了無人置守,是一項非常有意義的嘗試,應(yīng)用前景廣闊。

參考文獻(xiàn):

[1] 龔建偉,熊光明.Visual C++/Turbo C串口通信編程實(shí)踐[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.

第3篇：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞:無線傳感器網(wǎng)絡(luò);溫度監(jiān)測;ZigBee

中圖分類號:TP393文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2010)19-5171-02

Wireless Sensor Networks Based on Temperature Monitoring System

CONG Xue

(PLA 94860 Army, Nanjing 210049, China)

Abstract: Wireless sensors network is a new research field.It can be used in some special situation for signal collection, processing and transmitting. A temperature monitoring system based on wireless sensor network is established .The node is based on the top-grade 8-bit AVR micro-processor ATmega128L,the peripheral sensors and the wireless communication module CC2420 chip, which can realize the function of monitoring temperature .The system in whichZigBee protocol is used is a stable and low-cost system.

Key words: wireless sensor networks; temperature monitoring; ZigBee

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是傳感器領(lǐng)域內(nèi)一個新興的研究方向,可以在一些特殊的場合實(shí)現(xiàn)信號的采集、處理和發(fā)送。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是大規(guī)模、無線、自組織、多跳、無分區(qū)、無基礎(chǔ)設(shè)施支持的網(wǎng)絡(luò)、其中節(jié)點(diǎn)是同構(gòu)的。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點(diǎn)帶來了信息感知的變革。

1 系統(tǒng)框架

監(jiān)測系統(tǒng)采用主從方式,由若干無線傳感器節(jié)點(diǎn)、接收器節(jié)點(diǎn)和一臺控制中心PC機(jī)組成。PC機(jī)通過串口與接收器節(jié)點(diǎn)相連,大量傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)部和附近,能夠通過自組織方式組建無線網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測的數(shù)據(jù)沿著其它傳感器節(jié)點(diǎn)逐跳地進(jìn)行傳輸,在傳輸過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)可能被多個節(jié)點(diǎn)處理,經(jīng)過多跳后路由到接收器節(jié)點(diǎn)。用戶通過管理節(jié)點(diǎn)對傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置和管理,監(jiān)測任務(wù)以及收集監(jiān)測數(shù)據(jù)。

無線傳感器節(jié)點(diǎn)是監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的基本單元,它負(fù)責(zé)采集環(huán)境溫度數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,響應(yīng)控制中心主機(jī)的命令,向控制中心發(fā)送數(shù)據(jù)。

無線傳感器由數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、無線數(shù)據(jù)通信模塊、能量供應(yīng)模塊4部分組成。數(shù)據(jù)采集模塊由傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器組成,負(fù)責(zé)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;數(shù)據(jù)處理模塊由微控制器和存儲器組成,負(fù)責(zé)控制整個傳感器節(jié)點(diǎn)的操作,存儲和處理本身采集的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù);無線數(shù)據(jù)通信模塊由無線收發(fā)器等組成,負(fù)責(zé)與其他傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信,交換控制信息和收發(fā)采集數(shù)據(jù);能量供應(yīng)模塊由電池和能量轉(zhuǎn)換器組成,負(fù)責(zé)為系統(tǒng)提供能量。數(shù)據(jù)處理模塊采用ATmega128L單片機(jī),無線數(shù)據(jù)通信模塊采用CC2420芯片,數(shù)據(jù)采集模塊采用DS18B20,能量供應(yīng)模塊選用CR2032。

2 軟件設(shè)計

節(jié)點(diǎn)的平臺采用了TinyOS操作系統(tǒng),軟件開發(fā)首先用C語言設(shè)計傳感器數(shù)據(jù)采集程序,然后在處理器上移植TinyOS操作系統(tǒng),利用其編程語言(nesC)在TinyOS下編譯。節(jié)點(diǎn)軟件系統(tǒng)由任務(wù)控制模塊、傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂婆c路由模塊、電源控制模塊、命令偵聽處理模塊、無線收發(fā)模塊、定時器模塊構(gòu)成。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議采用IEEE 802.15.4/ZigBee協(xié)議,ZigBee是一種低功耗、低成本、低復(fù)雜度、低速率的近程無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。

1) 傳感器程序:傳感器節(jié)點(diǎn)初始化后進(jìn)入低功耗模式。定時器超時將進(jìn)行溫度的采集,完成后將采集到的數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)。當(dāng)有中斷到來時,將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)封裝成報文發(fā)送出去。報文中有:目標(biāo)簇的id、目標(biāo)簇內(nèi)id、源簇id、源簇內(nèi)id、報文長度、類型和內(nèi)容字段。

2)接收器程序:接收器節(jié)點(diǎn)開機(jī)后,初始化堆棧,查詢信道選擇網(wǎng)絡(luò),然后就開始接收網(wǎng)絡(luò)中的報文。接收器節(jié)點(diǎn)只起到中介的作用,僅僅是將傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的報文通過串行接口轉(zhuǎn)發(fā)給PC。其流程如圖2。

3)監(jiān)控主機(jī)程序:PC機(jī)將收到的報文拆包,解析出該節(jié)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù),插入數(shù)據(jù)庫進(jìn)行溫度監(jiān)測。

3 測試運(yùn)行

該系統(tǒng)使用PC機(jī)一臺,無線傳感器節(jié)點(diǎn)四個,配套開發(fā)板一塊,電池若干,如圖3所示。一個節(jié)點(diǎn)作接收器,其余節(jié)點(diǎn)燒入傳感器節(jié)點(diǎn)程序。測試發(fā)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)在小于10米的距離內(nèi),信號較好。距離較遠(yuǎn)或障礙物過多,會導(dǎo)致傳感器無法連接。

4 小結(jié)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為移動計算及處理的一種特殊形式,具有其它網(wǎng)絡(luò)所不可替代的地位,潛力巨大。本設(shè)計的后續(xù)研究可以從能耗、成本、通用性、實(shí)時性等方面繼續(xù)深入。

參考文獻(xiàn):

[1] 孫利民,李建中,陳渝,等.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.

第4篇：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；溫濕度；GSM通信；監(jiān)測

中圖分類號TP227文獻(xiàn)標(biāo)識碼Adoi:10.3969/j.issn.1003-6970.2011.01.013

A temperature and humidity acquisition monitoring system based on wireless sensor networks

WANG Jie1TANG Shou-feng2

1(School OF Information And Electrical Engineering, China University of Mining and Technology, XuZhou 221008)

2(School OF Information And Electrical Engineering, China University of Mining and Technology, XuZhou 221008)

【Abstract 】 Temperature and humidity are closely related with the daily production and life, and in many circumstances we need to collect and monitor the temperature and humidity. Traditional wired temperature and humidity monitoring system has a certain restrictions on the monitored environment and distance of data transmission .This paper trys to design a wireless temperature and humidity monitoring system, based on the theory of wireless sensor networks.This system can achieve real-time temperature and humidity testing, and can send temperature and humidity information to end-users to realize the dynamic monitoring of the terminal monitoring interface through the wireless transceiver and GSM communications.End users can also send control information through wireless transceiver and GSM communication to control the temperature and humidity.To a certain extent,this system can achieve automatic control and overcome the distance problem,having a broad application prospect.

【Key words】wireless sensor networks;temperature and humidity;GSM communications;acquisition and monitoring

0 引 言

溫濕度是與日常生產(chǎn)生活關(guān)系度很大的參量，很多情況下要對溫濕度進(jìn)行采集監(jiān)測，對于溫濕度的采集監(jiān)測有多種方法。隨著需要的變化，傳統(tǒng)的有線采集在采集環(huán)境對象和數(shù)據(jù)的傳輸距離上已經(jīng)滿足不了要求。本文結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和GSM通信等技術(shù)研究設(shè)計一種無線溫濕度采集監(jiān)測系統(tǒng)，包括方案的選擇和確定、前端的信息采集模塊的硬件軟件設(shè)計、系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計簡介和終端監(jiān)測界面的設(shè)計。系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)溫濕度的實(shí)時無線采集和監(jiān)測，滿足樹形、環(huán)形和星形節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于系統(tǒng)采用無線收發(fā)和GSM通信等技術(shù)，并具有反饋系統(tǒng)，不僅克服了環(huán)境對象和數(shù)據(jù)傳輸距離的問題，還在一定程度上實(shí)現(xiàn)了自動控制。

1 整個系統(tǒng)組成框圖

整個溫濕度采集監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計構(gòu)架如圖1所示，它主要由前端溫濕度采集模塊（采集節(jié)點(diǎn)）、KM-NODE 433 節(jié)點(diǎn)模塊、GSM通信模塊和監(jiān)測模塊組成[1]，433節(jié)點(diǎn)A是中繼節(jié)點(diǎn)（可以不用），B是GSM模塊上的SINK節(jié)點(diǎn)。

圖1 整個系統(tǒng)組成框圖

Fig.1 block diagram of the whole system

2 系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)工作時，各前端采集節(jié)點(diǎn)先采集各自區(qū)域的溫濕度信息，經(jīng)單片機(jī)簡單處理后通過無線發(fā)送給GSM模塊上的Sink節(jié)點(diǎn)（在距離較遠(yuǎn)時要將采集節(jié)點(diǎn)采集的信息先傳給中繼節(jié)點(diǎn)，中繼節(jié)點(diǎn)通過接力方式將信息發(fā)送給SINK節(jié)點(diǎn)），Sink節(jié)點(diǎn)將按要求將接收的溫濕度信息進(jìn)行綜合處理，并判斷在設(shè)定時間內(nèi)所有采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息是否全部獲得到，如果是則通過GSM模塊用AT命令[2]將收集到的最新數(shù)據(jù)發(fā)送給終端用戶，如果在等待時間內(nèi)沒有收集到所有采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，則延時一定時間后將已收集的采集節(jié)點(diǎn)信息發(fā)送給終端，終端用戶通過設(shè)計的接口和軟件讀取并查看采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息。終端用戶也可以向GSM模塊發(fā)送控制命令，SINK節(jié)點(diǎn)上通過紅燈的亮滅反映控制信息。

3 系統(tǒng)各模塊設(shè)計

3.1溫濕度采集模設(shè)計

溫濕度采集電路原理框圖如圖2所示，主要由傳感器、單片機(jī)和供電電源組成。傳感器選用瑞士的溫濕度集成數(shù)字傳感器SHT15，它具有體積小、使用方便靈活、響應(yīng)迅速、抗干擾能力強(qiáng)、性價比高等優(yōu)點(diǎn)[3]。單片機(jī)選用MSP430F2132，它是一個低功耗、高性能單片機(jī)。采集模塊實(shí)際是KM-433 NODE節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展模塊，它同時具有無線收發(fā)送數(shù)據(jù)的功能，可以發(fā)送采集的數(shù)據(jù)。

圖2 溫濕度采集電路原理框圖

Fig.2 block diagram of temperature and humidity data acquisition circuit

3.2 KM-NODE433 節(jié)點(diǎn)模塊簡介

KM-NODE 433 節(jié)點(diǎn)模塊的組成如圖3所示，主要由微控制單元和無線收發(fā)單元構(gòu)成。處理器選用的是MSP430F2132，無線收發(fā)芯片選用的是CC1100，模塊體積很小，無線傳輸頻段為433MHZ，在空曠的條件下傳輸距離在80米左右，采用3.3v供電，具有低功耗優(yōu)點(diǎn)[4]。

圖3 KM-NODE 433 節(jié)點(diǎn)模塊的組成

Fig.3 the composition of the node module of km-node 433

3.3 GSM通信模塊設(shè)計

GSM通信模塊主要由SIM900A 芯片、網(wǎng)絡(luò)信號燈、串口接口、SIM卡電路、Sink節(jié)點(diǎn)（匯聚集點(diǎn)）和供電電路組成[5]。組成框圖如圖4所示。

圖4 GSM通信模塊組成

Fig.4 the composition of GSM communication module

GSM通信模塊主要是用短信方式來發(fā)送信息數(shù)據(jù)，將系統(tǒng)與移動通信相連接，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不限距離的傳輸，在很大程度上解決了傳輸距離的問題。Sink節(jié)點(diǎn)主要是對個采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，一般計算量比中繼節(jié)點(diǎn)和采集節(jié)點(diǎn)大[6]。GSM模塊向終端發(fā)送溫濕度數(shù)據(jù)信息是通過AT命令來實(shí)現(xiàn)。

3.4 監(jiān)測模塊

為了不同用戶監(jiān)測的需要，系統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)有兩種：一種是手持式監(jiān)測界面，如圖5所示，即在具有要求系統(tǒng)的手機(jī)系統(tǒng)中嵌入專門的監(jiān)測軟件來實(shí)現(xiàn)信息的接收和監(jiān)測；另一種是終端計算機(jī)監(jiān)測界面，如圖6所示，串口進(jìn)行通信[7]，終端用戶可以在計算機(jī)上查看和監(jiān)測觀測點(diǎn)的參數(shù)信息。手持式監(jiān)測效果和計算機(jī)監(jiān)測界面如圖4-4所示。手持終端的監(jiān)測程序是結(jié)合數(shù)據(jù)庫知識用JAVA編寫的，終端計算機(jī)監(jiān)測界面用VB設(shè)計，兩者都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的監(jiān)測并通過圖形顯示各個監(jiān)測區(qū)域的監(jiān)測信息。

圖5 手持式監(jiān)測界面

Fig.5 hand-held monitoring interface

圖6 計算機(jī)監(jiān)測界面

Fig.6 Computer monitoring interface

4 系統(tǒng)的仿真測試

4.1仿真測試所需設(shè)備

所需設(shè)備、儀器和材料如下：

前端溫濕度采集模塊；KM-NODE 433 節(jié)點(diǎn)模塊；GSM通信模塊；串口連接線；裝有專門編寫設(shè)計的VB溫濕度監(jiān)測界面的PC機(jī)一臺；手持式監(jiān)測終端一個；各模塊的供電電源。

4.2仿真測試的過程的示意圖

1.手持終端式監(jiān)測的仿真的實(shí)物過程的示意圖如圖7所示

圖7 仿真的實(shí)物過程的示意圖

Fig.7 schematic diagram of the physical process simulation

因為數(shù)據(jù)信號在傳輸過程存在一定的衰減，因此在距離比較遠(yuǎn)的情況下，為了傳輸信息的準(zhǔn)確性，應(yīng)該加中繼節(jié)點(diǎn)，以接力的形式（如圖5-1）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸[5]。接力節(jié)點(diǎn)只對數(shù)據(jù)進(jìn)行透明傳輸，不進(jìn)行處理數(shù)據(jù)，功耗比較低。系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸格式為7e+數(shù)據(jù)長度+數(shù)據(jù)（7e是字頭）。

2．計算機(jī)終端監(jiān)測仿真的顯示界面如圖8所示

圖8 計算機(jī)監(jiān)測終端仿真顯示界面

Fig.8 display screen of Computer monitoring terminal emulation

4.3仿真測試結(jié)果

系統(tǒng)基本上實(shí)現(xiàn)了設(shè)計提出的各種功能，在單節(jié)點(diǎn)和多節(jié)點(diǎn)情況下觸摸傳感器后監(jiān)測界面上的溫濕度曲線會發(fā)生相應(yīng)的變化，同時顯示各監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)時數(shù)據(jù)信息，并可以調(diào)用數(shù)據(jù)庫察看歷史信息，終端用戶發(fā)送的控制信息能通過相應(yīng)的單片機(jī)引腳狀態(tài)來反映。

5 結(jié) 論

由于本文中系統(tǒng)是基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并結(jié)合了無線收發(fā)和GSM通信技術(shù)，系統(tǒng)能解決環(huán)境對象和數(shù)據(jù)傳輸距離等問題，并能在一定程度上實(shí)現(xiàn)自動控制。系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)溫濕度的實(shí)時無線采集和監(jiān)測，滿足樹形、環(huán)形和星形節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在工農(nóng)業(yè)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。系統(tǒng)還具有較強(qiáng)的移植性，只要更換采集節(jié)點(diǎn)中的傳感器和sink節(jié)點(diǎn)中的相應(yīng)算法就能對其他參量采集監(jiān)測。目前該系統(tǒng)在園林溫濕度監(jiān)測、大棚溫濕度監(jiān)測上已經(jīng)得到了應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹紅蘋,蔣云良,繆強(qiáng).室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用[J].2006(9): 209-210

[2] AT命令使用手冊[M] 南京:徐大江,2009

[3] SHT1X/7X使用手冊[M] 深圳: 深圳市世炬科技有限公司,2008

[4] KM NODE-433 節(jié)點(diǎn)使用說明[M]南京:吳健,2009

[5] SIM900A硬件設(shè)計手冊[M] 上海:李剛,2010

[6] 林元乖.ZigBee 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用[J].科技信息,2009 (25):399

[7] 李肇慶，韓濤.串型端口技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社 ，2004.1

第5篇：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞 ZigBee;CC2430;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；瓦斯

中圖分類號 TP393.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

Application of wireless sensor networks based on ZigBee in gas monitoring system

SONG Zhiyue（小五）

(School of information and electrical.CUMT,Xuzhou,221008)

【Abstract 】 In order to improve the mine gas detection system security and stability，The wireless communication based on Zigbee technology and wireless sensor networks based on DEEH algorithm.is adopted , sensor node is designed by CC2430 ,to design gas concentration monitoring system . Experimental resluts shows that,the system is completely accorded with demands in gas monitoring system , can reduce accident effectively and personnel casualties .

【Key words】ZigBee ; CC2430；wireless sensor networks; gas

0 引言

近年來，煤礦事故經(jīng)常發(fā)生，造成重大的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失，其中瓦斯事故就占煤礦事故的70%［1］。因此，設(shè)計一種實(shí)時有效的井下瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，非常必要。

ZigBee是一組基于IEEE802.15.4無線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的通信技術(shù)。它有自己的無線電標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器，所以它們之間的通信效率非常高。ZigBee協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層API由ZigBee聯(lián)盟進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。ZigBee被業(yè)界認(rèn)為是最有可能應(yīng)用在工業(yè)監(jiān)控、傳感器網(wǎng)絡(luò)、家庭監(jiān)控、安全系統(tǒng)等領(lǐng)域的無線技術(shù)［2］

1 監(jiān)控系統(tǒng)

1.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

傳感器網(wǎng)絡(luò)包括網(wǎng)關(guān)，路由節(jié)點(diǎn)，移動節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)關(guān)是傳感器網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)整個網(wǎng)絡(luò)的建立與啟動。首先，它要接收來自各個傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的瓦斯?jié)舛鹊男畔ⅲ⑼ㄟ^協(xié)議轉(zhuǎn)換與互聯(lián)網(wǎng)連接把接收到的信息傳到地面監(jiān)控中心。其次，它要將監(jiān)控中心提供的反饋信息傳給各個傳感器節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)關(guān)一般安裝在巷口等地方。路由節(jié)點(diǎn)主要用于接收各個移動節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。路由節(jié)點(diǎn)一般安裝在巷道的拐彎處或直巷道的固定位置，保持無線鏈路的暢通和傳感器網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)壯性。移動節(jié)點(diǎn)點(diǎn)主要用于每個作業(yè)人員或作業(yè)機(jī)器所處位置的監(jiān)測,可以安裝在煤礦工人的礦燈上。

由于瓦斯傳感器網(wǎng)絡(luò)具有拓?fù)鋭討B(tài)變化、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)多跳，能量有限的特點(diǎn),為了保障網(wǎng)絡(luò)的暢通和節(jié)約能量消耗,必須合理設(shè)計網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。考慮現(xiàn)在具有代表性的MESH(網(wǎng)格網(wǎng))的體系結(jié)構(gòu),以及在節(jié)點(diǎn)數(shù)多的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)中,我們采用一種動態(tài)的，能量有效的層次分簇算法（DEEH）[3]。

整個網(wǎng)絡(luò)由遍布于監(jiān)測區(qū)的若干無線瓦斯檢測節(jié)點(diǎn)組成,在簇樹網(wǎng)絡(luò)中,絕大多數(shù)設(shè)備是RFD設(shè)備,而RFD設(shè)備總是作為簇樹的葉設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)中。任意一個FFD都可以充當(dāng)RFD協(xié)調(diào)器或者網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器,為其他設(shè)備提供同步信息。系統(tǒng)將在一定區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)分為一個傳感器群,群內(nèi)節(jié)點(diǎn)通過分簇算法選舉產(chǎn)生。通信時群內(nèi)每個節(jié)點(diǎn)將瓦斯傳感器感知的信息傳送給路由節(jié)點(diǎn),路由節(jié)點(diǎn)間通過一定的路由選擇機(jī)制在由路由節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)中選擇合適的路徑后,通過相鄰路由節(jié)點(diǎn)將信息發(fā)送給路徑上的其它路由節(jié)點(diǎn),經(jīng)過若干路由節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā),傳送到網(wǎng)關(guān)。監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示:

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

Fig1. general structure of monitoring system

1.2 硬件設(shè)計

ZigBee無線傳感器節(jié)點(diǎn)是無線傳感網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。一般而言，傳感節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、無線通信模塊、單片機(jī)和能量供應(yīng)模塊組成。如圖2所示：圖2 傳感器節(jié)點(diǎn)

Fig2.Sensor node

傳感器節(jié)點(diǎn)的主體結(jié)構(gòu)是單片機(jī)和無線通信模塊，因此，該主體結(jié)構(gòu)采用了TI/Chipcon公司的用于2.4GHz IEEE 802.15.4/ZigBee的片上系統(tǒng)解決方案CC2430芯片，它整合了業(yè)界領(lǐng)先的2.4 GHz IEEE 802.15.4/ZigBee RF收發(fā)機(jī)CC2420以及工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051MCU的卓越性能，還包括了8KB的SARM，大容量閃存以及許多其他的強(qiáng)大的設(shè)備。

CC2430芯片具有如下主要特性:

（1） 優(yōu)良的無線接收靈敏度和強(qiáng)大的抗干擾性;

（2） 在休眠模式時僅0.9微米的流耗，外部的中斷或RTC能喚醒系統(tǒng)，在待機(jī)模式時少于0.6微安的流耗，外部的中斷能喚醒系統(tǒng)；

（3） 較寬的電壓范圍（2.0~3.6v）；

（4） 硬件支持CSMA/CA功能；

（5） 數(shù)字化的RSSI／LQI支持和強(qiáng)大的DMA功能；

（6） 集成了14位模數(shù)轉(zhuǎn)換的ADC；

（7） 帶有2個強(qiáng)大的支持幾組協(xié)議的USART，以及1個符合IEEE802．15．4規(guī)范的MAC計時器，1個常規(guī)的16位計時器和兩個8位計時器；

（8） 強(qiáng)大和靈活的開發(fā)工具［4］。

第6篇：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：樹莓派；工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)；無線網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)測；系統(tǒng)設(shè)計研發(fā)；系統(tǒng)集成

煙草商業(yè)單位物流分揀和手持射頻槍掃碼打碼環(huán)節(jié)是物流生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)中需要通過無線通信設(shè)備完成與總控中心的的信息交換。由于市場上使用較廣的商用無線WIFI（如無線辦公網(wǎng)絡(luò)）通訊協(xié)議安全隱患日益增高，存在攻擊行為、無線網(wǎng)絡(luò)信道干擾的可能性，如無線環(huán)境下的物流激光制導(dǎo)小車AGV（Automated Guided Vehicle）中央控制系統(tǒng)完全依靠無線網(wǎng)絡(luò)完成對AGV的交通管理功能，如果無線網(wǎng)絡(luò)間存在干擾或者出現(xiàn)假冒生產(chǎn)接入服務(wù)集標(biāo)識SSID（Service Set Identifier），會造成AGV無法實(shí)時接收到上位機(jī)的指令，從而導(dǎo)致停車撞車的危險發(fā)生。為解決此問題，本文設(shè)計實(shí)現(xiàn)了一套適用于煙草物流配送中心高架庫環(huán)境下進(jìn)行空中WIFI信號數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)測，定位各類異常行為進(jìn)行及時預(yù)警的監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)信號不易采集格式化分析的技術(shù)難題，將自動基線分析與閾值分析方法引入到信號分析研判，同時將內(nèi)存數(shù)據(jù)庫與最新版樹莓派2設(shè)備作為系統(tǒng)的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析的承載平臺，解決了系統(tǒng)在高架庫環(huán)境下的易用性和穩(wěn)定性。

1.系統(tǒng)架構(gòu)

為了實(shí)現(xiàn)對于高架庫為代表的無線WIFI通訊環(huán)境有效監(jiān)測，在系統(tǒng)設(shè)計中采用開源技術(shù)軟件作為基礎(chǔ)技術(shù)支撐，通過前期的現(xiàn)場調(diào)研建立了物流環(huán)節(jié)關(guān)鍵場景的高架庫AGV工作環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析整理，并依據(jù)采樣數(shù)據(jù)建立了生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中通過還原數(shù)據(jù)包對應(yīng)到工業(yè)控制生產(chǎn)過程中各類異常行為分析模型。其具體設(shè)計步驟為：（1）通過多次現(xiàn)場數(shù)據(jù)采樣建立無線通訊，還原通訊行為中的生產(chǎn)動作，建立基線與異常分析匹配模型，設(shè)計實(shí)現(xiàn)WIFI全頻道通訊掃描技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效的無線數(shù)據(jù)通訊和實(shí)時監(jiān)測。（2）通過標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)接口，將系統(tǒng)告警信息與企業(yè)已有運(yùn)維管控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的緊密集成。（3）構(gòu)成可以支持高架庫安全生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控的信息子系統(tǒng)。

1.1高架庫無線環(huán)境對于安全監(jiān)測的需求

某煙草物流配送中心面積約2萬平方米，其中高架庫現(xiàn)場車間面積約為3800平方米，已經(jīng)完整實(shí)現(xiàn)物流AGV小車的在區(qū)域內(nèi)自動行走工作，通過無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心實(shí)時讀取物流AGV小車的運(yùn)行狀態(tài)，及時讀取到小車的故障和報警，并針對不同的狀況控制物流AGV小車的具體動作。傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)管監(jiān)測軟件已經(jīng)應(yīng)用成熟，但是對于無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的通訊分析專業(yè)化軟件相對減少，尤其是可以長時間持續(xù)監(jiān)測工作的系統(tǒng)同時具備特定環(huán)境感知分析的系統(tǒng)，市場上更是難以尋覓成熟產(chǎn)品。隨著工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險形勢愈加嚴(yán)峻，通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息化管理的規(guī)模越來越大，有效填補(bǔ)無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測分析預(yù)警，持續(xù)改善無線網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量，推進(jìn)業(yè)務(wù)生產(chǎn)信息化精益管理，已經(jīng)成為煙草商業(yè)單位的迫切需求，樹莓派上運(yùn)行的LINUX系統(tǒng)對于無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測本身具有天然良好支撐特性，為設(shè)計開發(fā)一套可以高效智能的無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)提供了較為理想的實(shí)現(xiàn)方案。

為充分滿足煙草商業(yè)物流高架庫現(xiàn)場工作環(huán)境需要，本文設(shè)計出一套在高架庫環(huán)境下可以進(jìn)行無線通訊數(shù)據(jù)持續(xù)監(jiān)測的預(yù)警系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)可以切實(shí)加強(qiáng)高架庫環(huán)境下各類異常行為的分析感知。系統(tǒng)設(shè)計基本思路是：以異常行為分析模式庫為核心，引入嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)現(xiàn)全頻道掃頻采集分析，充分利用雙數(shù)據(jù)庫（內(nèi)存實(shí)時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫）支撐高效分析實(shí)時數(shù)據(jù)，搭建高架庫環(huán)境下無線數(shù)據(jù)的全頻道掃描安全監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對無線數(shù)據(jù)通信進(jìn)行數(shù)據(jù)捕獲，將數(shù)據(jù)進(jìn)行本地格式化后并快速分析，通過提前預(yù)設(shè)監(jiān)測黑、白名單、監(jiān)測閾值和告警規(guī)則設(shè)置對可能出現(xiàn)的各類異常行為進(jìn)行及時預(yù)警。

1.2整體架構(gòu)

為了使系統(tǒng)架構(gòu)較好的適應(yīng)無線通訊網(wǎng)絡(luò)信息分析的擴(kuò)展性和集成性要求，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)采用B/s架構(gòu)，分成了無線采集端、分析引擎端和集成監(jiān)控展示端，同時后臺配置有統(tǒng)一的監(jiān)測分析策略庫進(jìn)行支撐（見圖1）。數(shù)據(jù)采集端完成生產(chǎn)環(huán)境下的無線信號采集，無線監(jiān)測分析引擎作為系統(tǒng)核心實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時格式化分析、關(guān)聯(lián)分析和告警等關(guān)鍵功能，集中的監(jiān)控展示提供了良好的人機(jī)交互界面，為一線生產(chǎn)車間運(yùn)維人員提供了從實(shí)時監(jiān)測到告警研判分析的處置界面。統(tǒng)一監(jiān)測分析策略庫則存儲各類分析場景庫和監(jiān)測閾值信息，是系統(tǒng)關(guān)鍵的智能處置大腦核心。

2.技術(shù)實(shí)現(xiàn)

2.1高架庫環(huán)境無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集

生產(chǎn)環(huán)境的無線數(shù)據(jù)高效捕獲是系統(tǒng)的核心能力，其難點(diǎn)在于目前市場沒有相似成熟產(chǎn)品技術(shù)可以直接應(yīng)用，對于無線通訊標(biāo)準(zhǔn)13個頻道的輪詢分析也無單無線網(wǎng)卡的實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案。在本系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)中系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)采集工作借助于嵌入式LINUX平臺，通過修改對應(yīng)網(wǎng)卡LINUX驅(qū)動程序，在系統(tǒng)內(nèi)核中增加并實(shí)現(xiàn)對無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)捕獲支持功能，在煙草物流高架庫的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境工作頻道一般為1-611三個頻道，高架庫內(nèi)部署了3臺工業(yè)無線AP進(jìn)行通訊數(shù)據(jù)漫游。

無線局域網(wǎng)中所有的數(shù)據(jù)包均在空中傳輸，每個數(shù)據(jù)包中都包含應(yīng)該接收該數(shù)據(jù)包的主機(jī)的MAC地址。在正常工作模式下，工作在鏈路層的網(wǎng)卡驅(qū)動程序根據(jù)該地址進(jìn)行相應(yīng)的處理，如果不是自己網(wǎng)卡的MAC地址，也不是廣播地址，不論數(shù)據(jù)包中MAC地址是什么，網(wǎng)卡驅(qū)動程序直接拋棄，不向上層提交。但如果將無線網(wǎng)卡設(shè)為監(jiān)聽模式，主機(jī)上的處理程序就可以得到發(fā)往其他機(jī)器的數(shù)據(jù)包。

為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)無線網(wǎng)路信號的捕獲，系統(tǒng)設(shè)計自主實(shí)現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)封包分析軟件，在嵌入式設(shè)備工作環(huán)境下可以高效率的實(shí)現(xiàn)對于無線網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)據(jù)的捕獲和格式化分析。網(wǎng)絡(luò)封包分析軟件的功能是擷取網(wǎng)絡(luò)封包，并盡可能顯示出最為詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)封包資料。

2.2監(jiān)測過程建模分析

采集到工業(yè)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)會針對工業(yè)控制系統(tǒng)的重要應(yīng)用協(xié)議進(jìn)行分析和內(nèi)容還原，尤其是針對PLC或者通信服務(wù)器與控制中心進(jìn)行通信的OPC，S7，Profinet三種協(xié)議進(jìn)行實(shí)時同步分析和內(nèi)容還原，研判還原內(nèi)容中異常指令和指令序列異常等情況。

系統(tǒng)將實(shí)時監(jiān)測的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)通訊信息數(shù)據(jù)自動格式化為來源和目的MAC、IP地址，并將協(xié)議類型、信號強(qiáng)度、數(shù)據(jù)包長度、通訊內(nèi)容摘要信息等自動格式化。在系統(tǒng)設(shè)計過程中，通過對高架庫生產(chǎn)環(huán)境中的WIFI數(shù)據(jù)進(jìn)行了大量采集，并對WIFI數(shù)據(jù)的通訊協(xié)議和數(shù)據(jù)包長度大小進(jìn)行了詳細(xì)分析，最終采用從數(shù)據(jù)包大小、協(xié)議類型、協(xié)議動作、MAC或IP地址情況，設(shè)置黑白名單監(jiān)測、閾值監(jiān)測、威脅行為監(jiān)測等機(jī)制，在數(shù)據(jù)實(shí)時采集過程中直接指定相關(guān)的監(jiān)測閾值。

高架庫工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)在周圍環(huán)境中信號量較大，一般獨(dú)立的高架庫在每分鐘可以捕獲5-15萬個無線數(shù)據(jù)通訊包，這些數(shù)據(jù)包要在高速環(huán)境下完成數(shù)據(jù)甄別、去重、關(guān)聯(lián)分析和模式匹配，同時數(shù)據(jù)本身又是明顯的價值密度低數(shù)據(jù)，沒有長時間保存的工作需求，傳統(tǒng)企業(yè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫無法適應(yīng)其特殊的應(yīng)用場景。

本系統(tǒng)設(shè)計引入的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫是SQLite，sQLite是小型的C程序庫，實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立可嵌入式，零配置的SOL數(shù)據(jù)庫引擎。因為SQLite數(shù)據(jù)庫幾乎不需要管理，因此對于無人值守運(yùn)行的嵌入式設(shè)備是一個非常好的選擇。將前端在物流生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境中捕獲到的WIFI數(shù)據(jù)信號實(shí)時高速保存進(jìn)入內(nèi)存模式的SQLite數(shù)據(jù)庫，同時利用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫快出將近50倍的處理速度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速匹配分析和計算。

除了內(nèi)存數(shù)據(jù)庫外，系統(tǒng)里還設(shè)計一套傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，通過雙數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)實(shí)時捕獲數(shù)據(jù)在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中完成格式化和模式匹配功能，所有的告警數(shù)據(jù)、分析規(guī)則統(tǒng)一存放在后臺的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中。兩套數(shù)據(jù)庫搭配使用，使得系統(tǒng)具備了在掃頻工作中即使持續(xù)監(jiān)聽2.4GHZ的14個通訊無線頻道的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，依然可以保持極高的捕獲分析效率和監(jiān)測告警命中能力。

2.3系統(tǒng)與嵌入式集成

考慮到物流中心現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境特性，系統(tǒng)設(shè)計沒有采用傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)X86I控機(jī)作為運(yùn)行平臺，采用了2015年最新的樹莓派2，其搭載了博通BCM2836處理器，內(nèi)有4個Cortex-A7架構(gòu)核心，主頻900MHz，性能較強(qiáng)。采用樹莓派作為嵌入式工業(yè)硬件平臺，相比較大型服務(wù)器，臺式Pc或者筆記本電腦的現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)方案具有以下特點(diǎn)：（1）采用樹莓派架構(gòu)的嵌入式工業(yè)電腦可以最大程度保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行；（2）其專機(jī)專用和即插即用的工作模式減少外部干擾同時也減少系統(tǒng)部署實(shí)施的難度；（3）樹莓派提供Y4個外置usB接口可以直接外接無線網(wǎng)卡和高增益天線，配置的網(wǎng)絡(luò)接口則可以直接聯(lián)入物流中心生產(chǎn)網(wǎng)將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)回傳到物流中心后臺的統(tǒng)一信息管理系統(tǒng)，并與短信告警平臺實(shí)現(xiàn)互聯(lián)；（4）其硬件平臺價格低廉。

3.應(yīng)用效果

在該物流配送中心高架庫進(jìn)行了無線網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)試點(diǎn)后，形成了配套的物流AQV小車通訊行為基礎(chǔ)庫。工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測系統(tǒng)基于嵌入式和LINUX系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計，最終實(shí)現(xiàn)的軟硬件一體化設(shè)備只有手掌大小，4臺設(shè)備組合工作可以實(shí)現(xiàn)近萬平米的高架庫車間無線網(wǎng)絡(luò)信號的監(jiān)聽分析，便于各類工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)環(huán)境的實(shí)施部署，集成化程度高，設(shè)備實(shí)現(xiàn)了即插即用、無特殊維護(hù)。通過內(nèi)核程序調(diào)用腳本實(shí)現(xiàn)了單塊無線網(wǎng)卡對全頻道WIFI信號的實(shí)時掃頻及數(shù)據(jù)捕獲，捕獲的WIFI數(shù)據(jù)包格式化后進(jìn)入高速內(nèi)存數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析研判，并將現(xiàn)場告警實(shí)時發(fā)出。通過無線網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，對近萬平米物流配送中心的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了持續(xù)有效的監(jiān)測預(yù)警管理，解決了物流配送中心對于無線數(shù)據(jù)通訊的監(jiān)控手段的缺失，具備了及時發(fā)現(xiàn)和定位各類工業(yè)無線生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)通訊異常事件的能力。

第7篇：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)范文

摘要:微電子技術(shù)、無線通信技術(shù)和傳感器技術(shù)的進(jìn)步,推動了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)中尤其是在農(nóng)作物信息檢測中的應(yīng)用是將智能化、自動化應(yīng)用于農(nóng)業(yè)中的最好手段之一。運(yùn)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)生態(tài)大棚中進(jìn)行信息采集和監(jiān)測,從低功耗的角度出發(fā),對傳感器節(jié)點(diǎn)硬件進(jìn)行了設(shè)計,以實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生態(tài)大棚的智能監(jiān)控。

關(guān)鍵詞:無線傳感網(wǎng)絡(luò);農(nóng)業(yè)大棚;信息監(jiān)測;傳感器節(jié)點(diǎn);低功耗

中圖分類號:TP393文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2009)28-7868-02

Application of Wireless Sensor Networks in Monitoring System of Agriculture Greenhouse

LAN Rui-li, LIU Cheng-an, MAO Gen-yong

(College of Computer Science and Technology, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621002, China)

Abstract: With the development and advance of microelectronic technology, wireless communication technology and sensor technology, the wireless sensor network (WSN) has been developed rapidly. One of best ways to communicate the agriculture specially the information of the environment of crop with intelligentialization and automatization is the technology of wireless sensor network. Using wireless sensor network for information collecting and monitoring in the agro-ecological greenhouse, this paper designs the hardware of sensor nodes from the perspective of low energy consumption, in order to monitor the greenhouse intelligently.

Key words: wireless sensor network; agricultural greenhouse; information monitoring; sensor node; low-power

農(nóng)作物的生長受到自然條件的影響,如光照強(qiáng)度、溫度和濕度等。隨著計算機(jī)技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,用信息技術(shù)改造農(nóng)業(yè)不僅是可能的而且是必要的。研究表明,現(xiàn)代智能型農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)測系統(tǒng)是田間管理的有效手段和工具,它可提高操作的準(zhǔn)確性,有利于對溫室的科學(xué)管理,降低對操作者本身素質(zhì)的要求。除了能大大減少勞動量,更重要的是它能準(zhǔn)確、按需、實(shí)時地給作物自動補(bǔ)充所需的溫度,濕度以及其他所需養(yǎng)份,以提高產(chǎn)量、質(zhì)量。然而,現(xiàn)代無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在我國農(nóng)業(yè)中的使用并不多見,與發(fā)達(dá)國家相比,有較大的差距,還基本停留在人工操作上,這不能與現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)向優(yōu)化、高效化方向發(fā)展要求同步。

作為一個農(nóng)業(yè)大國,中國研究自己的先進(jìn)的低成本、低功耗,使用維護(hù)方便、系統(tǒng)功能強(qiáng)的無線傳感系統(tǒng)是一項極有意義的工作。

1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN:Wireless Sensor Network)是由多個節(jié)點(diǎn)組成的面向任務(wù)的無線網(wǎng)絡(luò),是一種無基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)。它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等多種領(lǐng)域技術(shù),能協(xié)作地進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測、感知和采集節(jié)點(diǎn)部署區(qū)域的各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息(如光強(qiáng)、溫度、濕度、噪音和有害氣體濃度等物理現(xiàn)象),并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,獲得詳盡而準(zhǔn)確的信息,通過無線網(wǎng)絡(luò)最終發(fā)送給觀察者。

2 傳感器節(jié)點(diǎn)

傳感器節(jié)點(diǎn)是傳感器網(wǎng)絡(luò)中最重要組成部分,由于應(yīng)用的范圍不同,傳感器節(jié)點(diǎn)也略有不同,但基本單元的組成是一致的,有傳感器模塊(傳感器以及相關(guān)信號調(diào)理和數(shù)模轉(zhuǎn)換等)、處理器模塊(CUP、嵌入式操作系統(tǒng)、存儲器)、通信模塊以及能量供應(yīng)模塊,如圖1所示。

傳感器模塊由不同類型的傳感芯片組成,負(fù)責(zé)采集溫度、濕度、光照度等參數(shù)和數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換。處理器模塊負(fù)責(zé)控制整個傳感器節(jié)點(diǎn)的操作,存儲和處理從它自身采集來的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的二進(jìn)制信息。無線通信模塊負(fù)責(zé)與其他的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信,交換控制信息和收發(fā)數(shù)據(jù)。能量供應(yīng)模塊部分主要給傳感器模塊,處理器模塊,無線通信模塊供電。

2.1 處理器模塊

由于傳器結(jié)點(diǎn)使用電池供電而且必須長期在野外工作,所以在選處理器模塊時低功耗是一個非常重要的技術(shù)指標(biāo)。ATMEL公司AVR系列的ATmegal28處理器芯片,該芯片基于AVR內(nèi)核,采用RISC結(jié)構(gòu),外形小,是一款低功耗的CMOS的8位單片機(jī),運(yùn)行速度快。ATmegal28的工作電壓是3.3V,功耗很低,在正常工作模式下,最大耗電為5mA,空閑模式最大耗電為2mA。這些特點(diǎn)使得其非常適合。

2.2 無線通信模塊

無線通信模塊中,選用了Chipcon公司的CC2430射頻收發(fā)器。它符合 IEEE802.15.4 標(biāo)準(zhǔn),能實(shí)現(xiàn)ZigBee協(xié)議的物理層PHY及媒體訪問控制器MAC層,同時具有低耗電,在休眠模式時僅0.9μA的流耗,250kbps傳輸速率,快速喚醒時間30nm,CSMA-CA通道狀態(tài)偵測等特性。CC2430只需極少外部元器件,性能穩(wěn)定且功耗極低。

2.3 傳感器模塊

本文所選取的監(jiān)測對象為溫度、濕度和光照強(qiáng)度。溫度和濕度傳感器選用瑞士 Sensirion公司的SHT 15溫濕一體數(shù)字傳感器,它采用了特有的工業(yè)化CMOS技術(shù)確保了極高的可靠性和卓越的長期穩(wěn)定性。能夠以最低2.4V的電壓工作,且功耗小于1μW,傳感器的接口方式為兩線數(shù)字式,可與微控制器直接相連,簡化了電路,其封裝為SMD貼片,能夠有效減小PCB的面積,還可浸沒測量。

在測量太陽光輻照度部分,選用TI的TSL230芯片。TSL230是一種智能光電轉(zhuǎn)換傳感器,它主要由多晶硅光電二極管和單片CMOS電流頻率集成轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。芯片把一定光譜的光轉(zhuǎn)換成電流,再由電流/頻率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖頻率。輸出方波或者三角波的頻率完全由光照幅度決定,分辨率極高,可以直接與微控制器連接。

2.4 能量供應(yīng)模塊

傳感器結(jié)點(diǎn)采用兩節(jié)5號電池供電,能耗是無線傳感器最重要的資源,電池能夠提供 2.2Ah的能量,經(jīng)過升壓DC/DC芯片NCP1402轉(zhuǎn)換到3.3V和5V,電池使用效率可達(dá)85%。根據(jù)需要切換高低頻率,單片機(jī)的低功耗模式,可改變工作電壓,同時采用模擬開關(guān) ISL43111來控制各個傳感器的供電,在不需要采集數(shù)據(jù)時關(guān)閉電源以進(jìn)一步降低功耗。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

如圖2所示,無線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)可任意散落在被檢測區(qū)域內(nèi),以自組織形式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),各節(jié)點(diǎn)位置可通過GPS定位或節(jié)點(diǎn)自身定位算法得到。簇由網(wǎng)絡(luò)中相鄰的節(jié)點(diǎn)組成,簇中每個節(jié)點(diǎn)將采集的數(shù)據(jù)傳送給簇頭,由簇頭經(jīng)過數(shù)據(jù)融合后再將壓縮得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn)。簇的形成和簇頭的選擇由網(wǎng)絡(luò)中采用的路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)。匯聚節(jié)點(diǎn)其實(shí)就是網(wǎng)關(guān),直接與Internet或通信衛(wèi)星相連,各簇頭通過“多跳”路由方式把融合后得到的數(shù)據(jù)傳送到匯聚節(jié)點(diǎn),匯聚節(jié)點(diǎn)再利用Internet或通信衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)中央計算機(jī)與傳感器之間的通信。中央計算機(jī)是整個網(wǎng)絡(luò)的管理中心,主要將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合計算得到所需要的信息,并能夠?qū)Ω鱾鞲衅鞴?jié)點(diǎn)進(jìn)行管理。

4 結(jié)束語

傳感器網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是影響人類未來生活的重要技術(shù)之一,為人們提供了一種全新的獲取信息、處理信息的途徑。本文將無線傳器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生態(tài)大棚監(jiān)測,利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對農(nóng)作物現(xiàn)場信息進(jìn)行采集,完成了傳感器結(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計。隨著科技的進(jìn)步和成本的降低,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生態(tài)大棚的監(jiān)測的應(yīng)用將產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

參考文獻(xiàn):

[1] 孫利民,李建中,陳渝,等.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M.北京:清華大學(xué)出版社,2005.

[2] 張平.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)[J].中興通訊技術(shù),2005.2(4): 32-35.

[3] 崔莉, 鞠海玲,苗勇,等.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展[J].計算機(jī)研究與發(fā)展,2005,429(1):163-174.

[4] 包長春,石瑞珍,馬玉泉,等.基于ZigBee技術(shù)的農(nóng)業(yè)設(shè)施測控系統(tǒng)的設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2007, 23(8):160-164.

第8篇：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】農(nóng)田環(huán)境信息監(jiān)測 GPRS 無線傳感器

1 農(nóng)田環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)的簡要介紹

在應(yīng)用農(nóng)田環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)的時候，能夠有效的實(shí)現(xiàn)農(nóng)田種植的精準(zhǔn)性，將復(fù)雜的農(nóng)田系統(tǒng)與信息技術(shù)結(jié)合在一起，以最低的投入實(shí)現(xiàn)高效的農(nóng)田種植，同時還可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)田環(huán)境的最高利用，利用各類的農(nóng)業(yè)資源獲取最好的經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)境效益。

在農(nóng)田種植的過程中，農(nóng)田的覆蓋面積普遍較大，種植的環(huán)境相對較差，導(dǎo)致在農(nóng)田種植的過程中就無法廣闊的開辟農(nóng)田信息的獲取途徑，并且在無形之中導(dǎo)致了農(nóng)田種植信息采集的高成本，對農(nóng)田耕作造成較大的影響，在這一問題的影響下，使用無線傳感網(wǎng)絡(luò)可以開辟一個全新的信息獲取以及無線通信的平臺，借此來實(shí)現(xiàn)各類農(nóng)田環(huán)境信息的采集以及收集。

在應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)GPS/GSM技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信的時候工作效率較高，但是也村子著網(wǎng)絡(luò)延時的問題，只是適用于農(nóng)田數(shù)據(jù)傳輸量較小的情況，并且在實(shí)施農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)的時候要求實(shí)時性較低，但是在應(yīng)用ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候可以實(shí)現(xiàn)長距離、大范圍的布置傳感器節(jié)點(diǎn)，借此來對農(nóng)田種植中的各種信息，例如：土地PH值、空氣溫濕度、光照強(qiáng)度以及土壤溫濕度等等進(jìn)行短距離以及長距離的通信，逐漸將數(shù)據(jù)采集廣泛的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)控制領(lǐng)域中，不斷的提高農(nóng)田的收成率。

2 在農(nóng)田檢測系統(tǒng)應(yīng)用ZigBee無線傳感器的設(shè)計原理以及設(shè)計結(jié)構(gòu)

農(nóng)田檢測系統(tǒng)呢主要是由ZigBee無線傳感器、嵌入GPRS的ARM網(wǎng)關(guān)以及上位機(jī)軟件構(gòu)成，其中ZigBee無線傳感器位于核心地位，控制農(nóng)田中設(shè)置的多個測量土壤PH值傳感器、空氣溫濕度傳感器、光照傳感器以及土壤溫濕度傳感器等等，這樣可以將農(nóng)田中有關(guān)種植的信息數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲，并向協(xié)調(diào)器傳遞數(shù)據(jù)信息，在農(nóng)田信息監(jiān)測系統(tǒng)中，ARM網(wǎng)關(guān)集成了ZigBee無線傳感器和GPRS模塊，借助協(xié)調(diào)器實(shí)現(xiàn)了微型傳感器的節(jié)點(diǎn)的采集，并借助網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各個節(jié)點(diǎn)之間的信息交互，同時將數(shù)據(jù)分享到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。

上位機(jī)軟件以及服務(wù)器可以從ARM網(wǎng)關(guān)中接收到各類型的信息，并對所接收的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)解析、處理、查詢、統(tǒng)計以及查詢，同時還可以將各類型的數(shù)據(jù)制作成圖表，并通過向各個傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸控制命令來實(shí)現(xiàn)對各類型的傳感器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，使得每一個農(nóng)田檢測系統(tǒng)的使用者可以在任何時間地點(diǎn)都登陸服務(wù)器獲取想要的服務(wù)，也就是在線的實(shí)現(xiàn)對農(nóng)田監(jiān)測信息系統(tǒng)中存儲的信息并進(jìn)行遠(yuǎn)程的參數(shù)設(shè)置。

3 農(nóng)田監(jiān)測系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 針對微型傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計

微型傳感器在農(nóng)田信息檢測系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)農(nóng)田環(huán)境信息的采集，并將獲得的信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，進(jìn)行下一步的傳遞與處理。在設(shè)計微型傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，必備的設(shè)備就是傳感器、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、微型處理器、射頻通信以及電源模塊，在必備設(shè)備的基礎(chǔ)上，針對微型處理器的不同應(yīng)用用途（例如：土壤PH值、空氣溫濕度、光照強(qiáng)度以及土壤溫濕度等等）實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的微型處理器的結(jié)構(gòu)完善，在結(jié)合實(shí)際用途的過程中，對微型處理器的能量消耗、測量范圍以及精度等基本使用屬性進(jìn)行完善。

有效的處理好微型處理器結(jié)構(gòu)的之后，在農(nóng)田監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)作的過程中就能夠在各個節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)相互協(xié)作完成對農(nóng)田環(huán)境信息的全方位手機(jī)，并將收集到的所有數(shù)據(jù)匯集到無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中。

3.2 ARM網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

在進(jìn)行ARM網(wǎng)關(guān)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，必要的結(jié)構(gòu)設(shè)備就是ZigBee協(xié)調(diào)器、GPRS模塊以及ARM控制器這三部分，并且ZigBee協(xié)調(diào)器是其中最核心的部位，并在協(xié)調(diào)器的部分設(shè)置一定數(shù)量的接口，最常用的接口就是串口以及通用的IO接口，總體看來，微型處理器與ARM網(wǎng)關(guān)硬件結(jié)構(gòu)在一定程度上具有相同性，但是在軟件系統(tǒng)的應(yīng)用上存在一定的差異，其中GPRS模塊結(jié)構(gòu)選擇的是集成的SIM300模塊，內(nèi)部應(yīng)用的是TCP/IP協(xié)議，在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中支持AT指令的運(yùn)行，而ARM控制器的主要功能就是協(xié)調(diào)ZigBee協(xié)調(diào)器以及GPRS/GSM實(shí)現(xiàn)了信息之間的交互以及處理，同時利用串行口以及存儲器實(shí)現(xiàn)更多功能模塊的接入。

4 農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計

4.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集以及傳輸程序的設(shè)計

微型傳感器采用的數(shù)據(jù)采集方式是在ZigBee 2010 PRO協(xié)議棧的基礎(chǔ)上完成的，一旦完成了ZigBee網(wǎng)站之后，微型處理器能夠通過各個節(jié)點(diǎn)對農(nóng)田環(huán)境信息數(shù)據(jù)機(jī)進(jìn)行周期性的收集，在每次信息收集完成之后，就會自動的進(jìn)入到休眠的模式，這樣可以降低長時間運(yùn)轉(zhuǎn)的能量消耗，降低了農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)成本，在數(shù)據(jù)收集完成之后，將所有搜集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整體打包，通過樹形拖布結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)包發(fā)送到ZigBee網(wǎng)站中。

4.2 上位機(jī)軟件設(shè)計

在進(jìn)行上位機(jī)軟件設(shè)計的時候，是在Windows操作系統(tǒng)以及Qt應(yīng)用開發(fā)框架的環(huán)境內(nèi)實(shí)現(xiàn)的，上位機(jī)軟件的主要功能包括了數(shù)據(jù)管理以及遠(yuǎn)程信息監(jiān)控。

在進(jìn)行數(shù)據(jù)管理模塊設(shè)計的時候，應(yīng)當(dāng)合理的兼顧數(shù)據(jù)接收、解析以及存儲處理等功能，其中，關(guān)于數(shù)據(jù)接收功能設(shè)計的時候采用的技術(shù)是Socket技術(shù)，并在服務(wù)器端口的輔助下將所收集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中，同時還要使用數(shù)據(jù)幀協(xié)議進(jìn)行解釋。

而在進(jìn)行信息檢測模塊設(shè)計的時候，要兼顧數(shù)據(jù)顯示、信息查詢以及圖標(biāo)自動生成的功能，這樣能夠提高農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)用戶對于環(huán)境信息的瀏覽以及查詢服務(wù)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]熊攀.基于ZigBee和GPRS的無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)[D].湖北大學(xué)，2014.

[2]劉堅，陶正蘇，陳德富，等.基于GPRS的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計[J].自動化儀表，2009，30（2）：30-32.

作者單位

第9篇：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：ZigBee CC2530 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境監(jiān)測 GPRS

中圖分類號：TP302 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2012）10-0146-02

倉庫作為物資供應(yīng)體系的一個重要組成部分，承擔(dān)著物資的存儲、管理和調(diào)配的任務(wù)，倉庫中的物資要保證數(shù)量，品質(zhì)和安全，要做到防潮，防火，防盜等等，對倉庫環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測顯得尤為重要，目前，很多倉庫的環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)狀是使用人工監(jiān)測，方法落后，或者使用有線監(jiān)測方式，布置方式不靈活，還有不能實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測等等，倉庫的智能化監(jiān)測是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，通過使用ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對倉庫環(huán)境進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)測，提供準(zhǔn)確的實(shí)時數(shù)據(jù)，及時準(zhǔn)確的掌握倉庫的環(huán)境條件，為物資的存儲提供有力的數(shù)據(jù)支持。

本文設(shè)計了一個基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，通過ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對倉庫的溫度、濕度、蟲害、火災(zāi)等參數(shù)進(jìn)行采集，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸?shù)綑C(jī)房服務(wù)器，然后對采集的數(shù)據(jù)集中分析和處理，及時掌握倉庫的環(huán)境參數(shù)，對異常情況作出及時的應(yīng)對措施，以便減少損失、節(jié)約開支和提高生產(chǎn)效益。

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的具有計算和通信能力的微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信的方式形成一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[1]，其作用是利用傳感器節(jié)點(diǎn)來監(jiān)測節(jié)點(diǎn)周圍的環(huán)境，收集監(jiān)測數(shù)據(jù)通過無線收發(fā)裝置將數(shù)據(jù)以多跳的方式發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn)（Sink節(jié)點(diǎn)），然后由匯聚節(jié)點(diǎn)通過有線或無線方式接入網(wǎng)絡(luò)，將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送給客戶端，綜上所述，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過大量傳感器節(jié)點(diǎn)分工協(xié)作的方式實(shí)時感知、采集數(shù)據(jù)，并由無線網(wǎng)絡(luò)處理感知對象的數(shù)據(jù)，并且傳輸給使用者[2]。

1.2 ZigBee無線通信技術(shù)

ZigBee是一種近距離、低功耗、低速率的無線通信技術(shù)，基于IEEE802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。通過ZigBee通信模塊可進(jìn)行無線通信，ZigBee的特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低速率、低成本[3]。ZigBee無線傳輸距離室內(nèi)為30～50m，室外可達(dá)到100m，ZigBee的工作頻率有三種：全球2.4GHz、美國915MHz和歐洲868MHz，通信速率在2.4GHz的時候為250kbps，在915MHz時為40kbps，在868MHz時為20kbps。完整的ZigBee協(xié)議棧自上而下分為應(yīng)用層、應(yīng)用匯聚層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層。ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星形、網(wǎng)狀和混合狀，這三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以組成多種網(wǎng)絡(luò)。

2、系統(tǒng)的總體設(shè)計

本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，系統(tǒng)通過監(jiān)測節(jié)點(diǎn)監(jiān)測倉庫各種環(huán)境參數(shù)，溫度，濕度，紫外線，火焰，煙霧等，通過匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)紾PRS無線通信網(wǎng)絡(luò)，然后GPRS模塊將數(shù)據(jù)由RS232串口傳輸?shù)綑C(jī)房服務(wù)器，通過服務(wù)器軟件分析處理，便于及早發(fā)現(xiàn)倉庫中異常情況并作出及時的處理。

3、系統(tǒng)的硬件設(shè)計

3.1 傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計

傳感器節(jié)點(diǎn)是傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本單元，傳感器節(jié)點(diǎn)除了具有一般傳感器的感知能力之外，還具有數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)無線傳輸能力，可以感知環(huán)境參數(shù)、處理并進(jìn)行無線通信。傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件一般包含感知模塊、處理器模塊、無線通信模塊和電源管理模塊[4]，本系統(tǒng)設(shè)計的傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

傳感器節(jié)點(diǎn)的感知模塊采用的傳感器如下：（1）溫度、濕度傳感器：采用瑞士Sensirion公司研制的SHT11型智能化溫濕度傳感器，它采用專利技術(shù)（COMS和傳感器技術(shù)的融合），外形尺寸僅為7.5mm×5mm×2.5mm。SHT11具有二線串行接口的單片全校準(zhǔn)數(shù)字式新型相對濕度和溫度傳感器，可用來測量相對濕度、溫度和露點(diǎn)等參數(shù)；（2）火焰?zhèn)鞲衅鳎翰捎没鹧鎮(zhèn)鞲衅鱎2868來發(fā)現(xiàn)倉庫中的火焰，在火星產(chǎn)生的瞬間可以準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)，并發(fā)出警報；（3）煙霧傳感器：采用煙霧傳感器HIS07來及時發(fā)現(xiàn)煙霧，杜絕火災(zāi)隱患。

傳感器節(jié)點(diǎn)的處理器模塊采用CC2530芯片，CC2530支持IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)/ZigBee/ZigBee RF4CE[5]，擁有快閃記憶體256個字節(jié)，CC2530結(jié)合了一個完全集成的，高性能的RF收發(fā)器與一個8051微處理器，8kB的RAM，32/64/128/256 KB閃存，以及其他強(qiáng)大的支持功能和外設(shè)。較CC2430相比，CC2530在發(fā)射功率、鏈路預(yù)算、射頻噪聲抑制能力、低功耗以及ESD防護(hù)能力等方便都有較大的提升。

為節(jié)省電能，監(jiān)測點(diǎn)每2分鐘采集一次數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳送給族頭節(jié)點(diǎn)，然后傳送給匯聚節(jié)點(diǎn)。

3.2 匯聚節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計

匯聚節(jié)點(diǎn)（Sink節(jié)點(diǎn)）相當(dāng)于網(wǎng)關(guān)，處于傳感器節(jié)點(diǎn)的上層，匯聚節(jié)點(diǎn)具有數(shù)據(jù)的存儲、處理和傳輸?shù)裙δ埽瑓R聚節(jié)點(diǎn)接收傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并且連接無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等外部網(wǎng)絡(luò)，完成協(xié)議轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配置等功能[6][7]，本系統(tǒng)中匯聚節(jié)點(diǎn)接收傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并通過接口將數(shù)據(jù)傳輸給GPRS模塊-西門子MC75i，西門子MC75i將數(shù)據(jù)通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給機(jī)房服務(wù)器。匯聚節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

3.3 GPRS無線傳輸模塊

系統(tǒng)中選擇GPRS作為長距離傳輸方式，即系統(tǒng)中匯聚節(jié)點(diǎn)與機(jī)房服務(wù)器之間采用GPRS無線傳輸方式，匯聚節(jié)點(diǎn)的GPRS模塊通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，將倉庫監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心機(jī)房的GPRS模塊，監(jiān)控中心機(jī)房的GPRS模塊將數(shù)據(jù)通過串口將數(shù)據(jù)傳輸給機(jī)房服務(wù)器。GPRS具有覆蓋范圍廣、可靠性高、實(shí)時性強(qiáng)、成本低、功耗小等特點(diǎn)。本系統(tǒng)GPRS無線傳輸模塊采用西門子MC75i模塊，MC75i的特點(diǎn)為：1.支持850、900、1800和1900MHZ四種頻率；2.GPRS multi-slot class 12；3.E-GPRS下行速率可達(dá)460Kbit/sec；4.AT指令Hayes GSM 07.05及GSM 07.07。

4、系統(tǒng)的軟件設(shè)計

本系統(tǒng)用VB6.0開發(fā)，管理員可以通過管理軟件實(shí)時監(jiān)測到倉庫的各種數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)填入數(shù)據(jù)庫，譬如溫濕度、煙霧值等等，當(dāng)系統(tǒng)讀取到的傳感器數(shù)據(jù)超過設(shè)定的安全值時，系統(tǒng)發(fā)出報警信號，以溫濕度監(jiān)測為例，系統(tǒng)的流程如圖4所示。

5、結(jié)語

通過采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的倉庫環(huán)境監(jiān)測，并使用GPRS實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)傳，達(dá)到了倉庫的實(shí)時的數(shù)據(jù)采集，方便的部署以及遠(yuǎn)程監(jiān)控的智能化監(jiān)測，具有良好的應(yīng)用推廣價值。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫旭光，高方平，陳丹琪等.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的防盜監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].傳感器與微系統(tǒng)，2009，28（10）：67-69.

[2] 饒云華，代莉，趙存成等.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)[J].武漢大學(xué)學(xué)報，2006，52（03）：52-54.

[3] 梁光勝，劉丹娟，郝福珍.基于CC2430的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計[J].電子設(shè)計工程，2010，18（02）：16-18.

[4] 王軍，陳磊，張莉莉.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].洛陽師范學(xué)院學(xué)報，2010，29（05）：52-54.

[5] 章偉聰， 俞新武， 李忠成.基于CC2530及ZigBee協(xié)議棧設(shè)計無線網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)[J].計算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2011，20（07）：184-187.