基于物联网的数据采集系统软件设计

摘要

随着物联网技术的使用范围越来越广，物联网数据采集系统因为位于现实世界与后续数据应用的连接部分，也显得越来越重要。目前关于物联网数据采集系统的研究普遍都针对某一具体领域，而对通用的物联网数据采集系统研究较少。本文以基于物联网的采集系统软件设计为研究课题，对物联网采集系统一般会涉及到的功能需求进行讨论和归纳，并对这些功能进行设计和实现，完成了一个具有一定通用性的物联网数据采集系统软件设计。
　　本采集系统使用了基于ARM内核的开发板进行软件开发，首先对Linux内核进行裁剪并移植嵌入式Linux操作系统到开发板。然后在操作系统上完成了物联网应用所需的外部功能，包括程序在各种情况下的自启动，触摸屏的开启，数据传输所需的移动网络拨号。最后完成物联网数据采集应用的设计和实现。
　　本文先对物联网数据采集系统进行功能需求分析，然后使用Qt Creator工具对物联网数据采集应用进行开发，使用了Qt的部分API。设计的物联网采集系统应用分为两部分：数据采集和数据传输。数据采集部分实现了基于Modbus协议的传感器数据采集，基于 V4L2框架的视频采集，视频的H.264硬件编码压缩，JPEG图像压缩，数据库表设计以及身份信息同步等内容。数据传输部分实现了拨号联网功能，基于UDP传输协议的数据传输功能，基于TCP传输协议的视频传输功能， MJPG_STREAMER实时视频传输和Zigbee短距离数据传输等内容。最后论文还对人机交互界面进行实现，并移植了虚拟键盘。
　　在完成物联网数据采集系统的软件设计和实现后，本文对系统做了功能和性能测试，达到预期目标。

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第一章 绪 论

1.1 论文的研究背景和意义

1.2 国内外研究调研

1.3 论文的主要研究内容

1.4 章节安排

1.5 本章小结

第二章 物联网数据采集系统的关键技术

2.1 物联网数据采集系统的常用总线类型

2.2 其他I/O通信方式

2.3 基于总线的通信协议

2.4 物联网设备之间的通信方式

2.5 物联网设备与管理平台的通信方式

2.6 物联网操作系统平台

2.7 本章小结

第三章 物联网数据采集系统的软件总体设计

3.1 技术指标分析

3.2 物联网数据采集系统的架构设计

3.3 物联网数据采集系统各模块功能设计

3.4 本章小结

第四章 物联网数据采集系统的软件功能实现

4.1 物联网数据采集系统的类图分析

4.2 物联网数据采集系统底层系统实现

4.3 可进行二次开发的API实现

4.4 数据传输功能的实现

4.5 数据采集功能的实现

4.6 人机交互界面的实现

4.7 本章小结

第五章 物联网数据采集系统的测试

5.1 系统测试环境搭建

5.2 系统功能测试

5.3 系统性能测试

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 未来展望

致谢

参考文献

附录