基于LabVIEW的实验室安防监测系统设计

摘要

高校实验室作为实验教学的载体，是培养应用型人才的重要基地，高校在实验室建设中的投入和管理水平在一定程度上决定了该校的教学水平以及科研实力。进入21世纪以来，随着我国国力的显著增强，各行各业的竞争日益激烈，因此，为了提升企业自身的市场竞争力，对求职者提出了更高的文化与技术要求，社会各界对高素质应用型人才的需求也与日俱增。基于以上社会现状，各高校加大了对实验、实践教学环节的投入和重视程度，实验室规模也随之不断扩大，现有安防设施已无法满足大多数实验室的需求，各种安全隐患已成为了实验室日常管理中待解决的难题。因此，实验室需要一款运行稳定可靠的安防系统对其进行实时、有效的监控，以便管理人员在第一时间发现异常情况从而采取及时有效的应对措施，确保实验室设备和实验人员的安全，不影响学院的正常教学和科研工作的开展。从当前的情况来看，各大高校的实验室安防监测系统大多数是采用有线网络的方式对传感器采集到的信息、数据进行传输，虽然其具有运行稳定可靠、数据信息收集较为完整等优点，但不足的地方则是安装繁杂，安装监控系统需要专门布线，造成线路杂乱，不易整理。由于传统的监控系统扩展性和可移动性差，因此其缺乏普遍适应性。在监测软件方面，由于现有的监测软件功能简单，自动化程度低，需要依靠人工判断发出报警，这就对监控人员的自身素质提出了很高的要求，导致监测系统的准确性和实时性难以保证。针对以上不足之处，本文设计了一种基于LabVIEW图形化语言的实验室安防监测系统。　　本文分别从硬件结构设计和系统软件设计两个方面介绍了基于LabVIEW图形化语言的实验室安防监测系统。此系统采用的是分布式架构，由ZigBee协调器、各环境参数功能模块、GSM短信报警模块和运行于实验室管理人员监控终端的上位机处理软件组成，能够对各实验室的安防情况以及温度、湿度和可燃气体含量进行实时监控，环境监测数据经ZigBee无线网络和USB接口上传至实验室监管人员的监控终端，上位机对采集到的相关数据进行读取和分析并通过上位机交互式界面显示出各项监控信息，以便管理人员实时监管。在发生火灾、燃气泄漏等紧急情况时，系统能够通过GSM短信报警模块向实验室管理人员的移动终端发送报警信息，以便管理人员能够在第一时间发现各监控点的异常情况并采取及时有效的措施控制险情。本文设计的实验室安防监测系统通过实验证明其具有运行稳定可靠、安装成本低、硬件结构简单、适应能力强、可扩展空间大和智能化程度高等优点，可以适用于目前大多数学校的实验室环境以及其它小范围的安防监测环境。

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1 绪论

1.1论文选题背景

1.2国内外研究现状

1.3研究意义

1.4研究内容

1.5论文结构安排

1.6 本章小结

2 系统总体设计与相关技术介绍

2.1 系统的总体结构

2.2相关技术介绍

2.3本章小结

3 系统硬件设计

3.1 ZigBee相关硬件选取

3.2系统硬件整体结构设计

3.3 ZigBee模块硬件设计

3.4 USB数据通讯模块设计

3.5 GSM短信报警模块设计

3.6本章小结

4 系统软件设计

4.1 ZigBee协议栈简介

4.2并行传输通道设计

4.3接收机模块程序设计

4.4传感器节点程序设计

4.5基于LabVIEW的上位机软件设计

4.6本章小结

5 总结与展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果