基于物联网技术的粮仓环境远程监测系统的设计

摘要

储备粮食对国家安全意义重大，如若发生重大自然灾害或者战争，粮食的及时供应是救灾或作战的重要部分。粮食储备完好对于国家的长治久安和民心稳定以及生存保障都至关重要。
　　随着无线技术、传感技术、计算机技术的不断发展，我国的粮仓监控系统逐渐走向现代化、智能化，但是我国大多数仓库依旧在用传统方式对粮仓进行管理。但是传统的监测方式有监测数据不及时，耗费人力，缺乏远程管理的缺陷，将来传统的监测方式注定会被淘汰。
　　针对上述问题，本文设计了基于物联网技术的粮仓环境远程监测系统。它是采用TI公司的低功耗蓝牙无线通信模块，组建了基于蓝牙Piconet网络拓扑结构，同时结合物联网技术和传感技术可以对粮仓的温度、湿度、气体浓度以及明火状况进行远距离集中监测，并提供火灾报警功能。本监测系统的前端采集单元运用无线通信技术传输信息，结合粮仓环境的实际情况，在常见的短距离通信方式中选择了低功耗蓝牙对信息进行传输，省去了繁杂的布线工作，大大降低了发生事故的概率。监测探头可以根据布置现场结合拓扑结构进行灵活安装。此模块具有低功耗，低成本，适用多种特殊环境的优点。系统经过大量测试拥有足够实验数据支撑，能够保证系统运行稳定，采集和处理数据效率高并且准确达到预定的设计要求，实现远距离监测多地粮仓的环境参数。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 粮仓环境监测系统的国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 论文主要研究内容

第2章 系统总体方案的设计

2．1 系统总体架构设计

2．2 数据采集中心

2．2．1 粮仓环境分析

2．2．2 粮仓环境参数需求分析

2．2．3 无线通信技术方案

2．2．4 节点在粮仓中的布局

2．2．5 数据中心与监测中心的通信方式

2．3 物联网应用方案

2．4 本章小结

第3章 粮仓监测系统硬件的设计

3．1 监测系统采集单元的硬件设计

3．1．1 主控芯片的选择

3．1．2 采集单元电路设计

3．1．3 传感器的选择与电路设计

3．2 数据中心电路设计

3．2．1 串口电路设计

3．2．2 按键控制电路设计

3．3 本章小结

第4章 粮仓环境监测系统软件设计

4．1 采集单元与数据中心间的网络与数据通信方式

4．1．1 网络通信方式

4．1．2 数据通信方式

4．2 数据采集系统下位机软件设计

4．2．1 采集单元软件设计

4．2．2 数据中心软件设计

4．3 数据监测中，b软件设计

4．3．1 PC端(虚拟网关)上位机软件设计

4．3．2 服务器软件设计

4．4 本章小结

第5章 粮仓环境监测系统实验

5．1 无线传输通信距离检测

5．2 系统样机运行实验

5．3 数据采集单元功耗情况

5．4 虚拟网关上位机及服务器软件实验

5．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间科研成果情况．

致谢