基于Web的物料储存信息采集系统的设计与实现

摘要

随着Internet技术和Web技术的发展，互联网与各行各业的联系越来越紧密，其中互联网与工业生产领域的结合衍生出了工业物联网的概念。工业生产领域中广泛应用的数据采集与监控系统涉及计算机、控制、传感器以及通信等技术，因此在技术栈上其与互联网有广泛的契合点，这些契合点促使数据采集与监控系统成为了工业与互联网的主要结合点和工业物联网领域的研究热点。
　　工业领域的数据采集及监控系统与互联网的结合充分利用了互联网广泛分布的优势，这种优势使得远程数据采集与监控的低成本实现成为了可能。基于互联网技术的远程数据采集系统从架构上可分为C/S和B/S两种， B/S架构系统在客户端良好的兼容性以及信息系统“轻”客户端、“重”服务器端的发展趋势使得B/S架构系统在工业领域得到广泛关注。基于工业结合互联网的思想，本文围绕物料储存信息采集系统这一课题，主要进行了如下工作:
　　1、首先阐述了B/S架构下基于Web的数据采集和监控系统的研究背景与意义，并对国内外研究现状进行了详细的探讨;其次对研究课题进行总体方案设计论证，包括对底层传感器系统的整体方案概述以及在对比讨论B/S与C/S两种架构的基础上的Web前端与服务器端的整体方案的设计。
　　2、分别对底层传感器系统、Web前端和服务器端进行了详细设计与实现。在传感器系统部分详细介绍了微控制器和传感器的主要功能模块，设计并实现了传感器测量系统;在Web前端和服务器端部分详细阐述了Web前端技术和服务器端技术，提出了响应式Web设计并进行了实现，同时搭建了服务器系统;针对传感器系统和服务器端的通信需求设计了上位机软件，实现了传感器系统与服务器端的通信;围绕Web前端与服务器端的交互问题进行了讨论并实现了二者的数据传递，同时在此基础上进行了数据可视化的设计，使得传感器系统上传到服务器端的数据可以在Web前端进行显示。
　　3、针对整个数据采集与监控系统进行测试验证并对整个课题进行总结，讨论其发展与应用前景，阐述后续研究的重点。

目录

声明

摘要

1．1 课题研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文的主要研究内容与章节安排

第二章 系统整体研究方案及其相关技术

2．1 底层传感器网络部分

2．2 服务器端部分

2．3 Web前端部分

第三章 底层传感器系统的设计与实现

3．1 微控制器

3．1．1 微控制器的选型与架构分析

3．1．2 微控制器外围电路的设计

3．1．3 基于STM32的系统开发模式

3．2 电容式物位传感器

3．2．1 电容式物位传感器

3．2．2 电容式物位传感器与微控制器通信的实现

3．3 温度传感器

3．3．1 温度传感器选型

3．3．2 DS18B20传感器与单总线通信协议的研究

3．3．3 DS18B20传感器驱动电路的设计

3．3．4 DS18B20传感器驱动程序的编写

第四章 系统前端与服务器端的相关技术与实现

4．1 Web前端相关技术与实现

4．1．1 Web前端主要技术

4．1．2 Web前端网页布局设计

4．1．3 Bootstrap框架的相关特性

4．1．4 基于Bootstrap框架的代码基本结构

4．2 服务器的搭建

4．2．1 数据库服务器

4．2．2 Web服务器

4．2．3 服务器端语言介绍与开发环境搭建

4．3 服务器端与底层传感器的交互

4．3．1 传感器系统上位机的设计与实现

4．3．2 上位机与数据库的连接

4．4 前后端数据交互方法

4．5 Web登录／退出系统的实现

4．5．1 创建用户列表

4．5．2 系统登录／退出模块的前端脚本的实现

4．5．3 系统登录／退出模块的服务器端脚本的实现

4．6 数据可视化的设计与实现

5．1 测试方案

5．2 服务器端系统测试

5．3 Web前端部分测试

5．3．1 Web登录功能验证

5．3．2 JSON格式数据验证

5．3．3 数据可视化验证

6．1 论文总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文