基于物联网技术的远程设备声音监测系统设计

摘要

物联网是互联网技术、物物之间的网络化的代名词，以及信息技术的综合应用，并且引发了信息产业的第三次浪潮，被世界各强国列为重点开发的领域之一。显然，它的出现会影响相关国家安全、政治、经济发展、社会安全等多个领域，并且会在未来对人们的工作和生活带来巨大的影响。
　　物联网会成为新一代信息科技的重要组成部分。它的英文名为“The internet ofthings”。顾名思义，“物物相连接的网络”。它包括两层意思:第一，物联网的主要基础仍以互联网为导向，并且是以网络为基础的一种延伸与扩展;第二，物联网在对延伸和扩展的对象之间进行信息交换和网络通讯。因此可总结出，物联网的定义是:把任何实物与互联网络相连接，包括各种传感设备等进行信息交换和通信，实现了信息的共享，网络间通信，智能目标的识别定位和跟踪，及监控管理。
　　本课题是通过物联网技术的应用和理念，搭建基于Arduino-Intel Galileo开发板的平台，在Ubuntu环境下设计出机器运行噪音的远程监测系统。通过对噪声信号的A/D转换和声学换算，完成了对不同传声器数据的采集。利用系统的分析模块对数据的实时、频域上的数据进行分析处理，实现了对不同设备在不同条件下运行时所产生噪声的监测和预警。
　　基于IOT(Internet Of Things)物联网音频信号采集设备所收集到的信息（高灵敏传感器或麦克风），进行分析处理，并通过Wi-Fi网络发送预处理的数据到数据中心。由数据中心进一步分析处理数据，然后显示出监测机器的运行状态。同时通过建立的网络服务器，用户可以在他们的移动终端上进行远程监测机器的运行状态。通过可视化模块设计出一款明确的、生动的用户显示界面。

目录

声明

摘要

绪论

1 研究背景

1．1 国内外研究现状

1．1．1 国内物联网络产业现状及发展趋势

1．1．2 国际物联网产业现状及发展趋势

1．2 物联网目前有下面三项发展优势

1．3 我国物联网发展瓶颈

1．4 本课题研究的特点

1．5 本章小结

2 系统的总体方案设计

2．1 系统需求分析

2．2 系统总体构架设计

2．2．1 硬件实物展示

2．2．2 系统设计流程

2．3 系统主要硬件介绍

2．3．1 Intel Galileo开发板介绍

2．3．2 音频分析器

2．3．3 模拟声音传感器

2．4 软件系统介绍

2．4．1 几种嵌入式操作系统的比较

2．4．2 选择嵌入式操作系统的依据

2．5 本章小结

3 Galileo开发板数据采集传输的搭建

3．1 Arduino介绍

3．1．1 Arduino开发环境

3．1．2 Arduino特点

3．2 Galileo开发板软件设计流程

3．2．1 音频分析器

3．2．2 UDP数据传输

3．2．3 设计流程图

3．3 Arduino程序编码部分

3．3．1 Arduino编程的数据采集实现

3．4 本章小结

4 Ubuntu系统的数据存储及界面显示部分

4．1 Ubuntu系统数据库建立

4．1．1 Ubuntu系统的介绍

4．1．2 Linux根文件系统

4．1．3 MongoDB数据库

4．1．4 Python语言

4．1．5 Ubuntu系统下MongoDB的实现

4．2 Web服务器的建立

4．2．1 web服务器软件Apache

4．2．2 PHP网页服务器编程语言

4．2．3 网页服务器编程代码

4．3 用户远程访问界面

4．3．1 Highcharts图库表介绍

4．3．2 JavaScript用户界面编辑语言

4．4 本章小结

5 声音采集系统的数据采集和测试

5．1 芯片生产设备内部风扇声音测试

5．1．1 芯片生产设备内部风扇声音采集数据

5．1．2 芯片生产设备风扇监测设备的安装位置展示

5．2 芯片生产设备的气柜漏气测试

5．2．1 芯片生产设备的气柜采集位置安装选定

5．2．2 芯片制造设备的气柜漏气数据采集分析

5．3 封装设备环氧树脂胶阀门位置监测

5．3．1 封装设备环氧树脂胶阀门故障分析

5．4 其他设备测试评估

5．4．1 晶圆在传送中的位置偏移

5．4．2 芯片制造设备内部步进电机异常声音评估

5．4．3 芯片镀膜设备实时计算机电源风扇声音监测评估

5．5 本章小结

结论

展望

参考文献

附录

致谢