物联网门禁系统论文

物联网门禁系统论文（精选12篇）

物联网门禁系统论文 篇1

摘要：针对智慧社区中物业管理需求提出了一种基于物联网模式的智能社区门禁系统,介绍了的基于物联网技术的总体架构,前端采集控制终端系统和基于Web of Iot的呈现架构,重点对智慧终端方面的主要功能及其关键技术进行了分析。本项目的应用与推广,有力推进智慧社区的发展。

关键词：物联网门禁系统,手机控制门禁,门禁自动拍照

1 引言

随着新型城镇化的推动,越来越多的人口融入现代城市生活。城市住宅的不断增加,以致新型的、智能的物业管理系统孕育而生。其中访客登记及值班看门的管理方法已不适合现代管理快捷、方便、安全的需求。随着科技的发展,各种社区、住宅、酒店、写字楼、智能大厦、政府机关和企事业单位、高级物业管理部门等,对物业管理系统,尤其是门禁系统的需求正发生着重大的变化。

针对以上需求的考虑,本文提出了一种基于互联网模式的智能社区门禁系统。利用中国电信固话、宽带及3G网络替代原社区传统楼宇对讲及门禁系统,为社区居民构建更灵活智能的楼宇对讲及门禁产品。用户通过手机可以开关社区门禁,同时,也可通过手机查看自己家的访客纪录和视频。

2 系统架构

2.1 社区门禁系统架构(如图1所示)

社区门禁系统主要由平台与终端两部分组成。

(1)平台:

门禁云平台基于云部署。平台通过管理后台连接各社区网络,做业务数据的汇总及转发;通过前台门户提供物业管理者登录访问和管理操作。

(2)终端:

1门口机-安装在小区入口或楼宇入口的楼宇对讲及门禁终端,访客可以通过门口机呼叫业主或住户,与之进行音频对讲,并接收远程指令开门。门口机融合翼机通门禁模块,可提供业主或住户物业的IC卡或电信手机刷卡开门,如图2所示。

2电信终端:

固定电话-中国电信或其他电信运营商固定电话终端,用于接收来自天翼门禁云平台的呼叫,实现远程对讲及开门。

手机-中国电信或其他电信运营商手机终端,包括智能手机与普通手机,用于接收来自天翼门禁云平台的呼叫,实现远程对讲及开门。

2.2 系统主要功能

产品核心功能:刷卡或手机开门:业主可刷小区发行的卡或者是带翼机通功能的天翼手机,在门口机上刷卡开门, 如图3所示。

远程开门:访客在门口机上按房号发起呼叫,业主使用手机接听,确认访客身份后,通过手机控制门禁开关,如图4所示。

社区创新管理:开门记录及相关抓拍照片保存,开门记录查询功能;翼机通和IC智能卡门禁管理系统的放号与管理,如图5所示。

智能广告播放:当终端摄像头感应范围内有人经过时,终端屏幕会自动播放广告视频或广告图片,如图6所示。

3 关键技术

3.1 手机远程控制门禁

针对现有社区的楼宇对讲及门禁系统,只能在本地内部网络实现语音视频对讲及控制门禁的问题,我们通过门禁平台与电信网络相连,同时改造现有门禁系统中门口机的软件系统,增加双注册软件模块及触发的逻辑机制,实现门口机呼叫房间室内机的同时或无人应答时,将呼叫送往门禁平台,平台后续接续与室内机绑定的手机、固话或多媒体终端,实现远程语音或视频对讲、及辅助控制门禁的功能。

具体的手机控制门禁流程如图7所示。

3.2 基于RFID带抓拍功能的门口机

传统基于RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)的门口机主要支持两种卡:ID卡(IdentificationCard,身份识别卡)与IC卡(Integrated Circuit Card,集成电路卡)。对于这两种卡,大多数门禁装置只读取其公共区的卡号数据,根本不具备卡数据的密钥认证、读写安全机制,因此卡极容易被复制,被盗刷,给出入居民带来严重的安全隐患。同时,传统的基于RFID的门禁装置仅提供最基本的刷卡开门功能。因此,基于社区、出租屋实现创新管理、提高安全保障的需要,RFID门禁装置要求不仅可以实现刷卡开门及记录存储,还能在开门时候进行图片或视频的抓拍,存储带抓拍图片或视频的开门记录,以增强安全管理。

在原有刷RFID卡开门功能的基础上,扩展实现了以下功能:

(1)门禁装置的红外感应模块感应到有人靠近门禁时,即启动抓拍,抓拍可以是一张图片,也可以是一段视频;

(2)门禁装置的读卡模块,在有人刷卡时,无论刷卡成功或失败,都启动抓拍,抓拍可以一张图片,也可以是一段视频;

(3)门禁装置将红外感应抓拍的图片或视频、将刷卡时的刷卡记录及抓拍的图片或视频通过IP数据通信模块,上传至门禁管理平台,进行实时记录。

结构对比如图8,图9所示。

原有门禁设备中,并没有摄像头与红外感应模块设备,因此无法实现抓拍功能,另外原有门禁设备大多基于串行通信,上传数据能力有限,无法单设备进行远程管理。

基于RFID带抓拍功能的智能门禁装置实现了门禁抓拍的增强功能,在红外感应触发下,可进行门禁范围内可疑人员的图片或视频的抓拍;在刷卡触发下,记录卡号、刷卡时间、卡状态(是否为非法卡)的同时,对刷卡人进行图片或视频的抓拍,保存刷卡记录与抓拍的图片或视频之间的关系,得到了比原有门禁设备更全面的刷卡开门记录。

基于RFID带抓拍功能的智能门禁装置改进设备的通信模块为IP数据通信,支持有线或无线的网络接入,使抓拍的图片或视频可实时上传至管理平台,进行记录与存储。

4 小结

作为城市基本组成单位的社区,是城市建设的基本落实地,是智慧体现的浓缩映射区和公众感知享有的直接获得处。区别于传统社区,智慧社区是在于其城市管理、政府职能以及社会服务的“智慧化”。充分借助物联网、传感网等网络通信技术把物业管理、安防、通信等系统集成在一起,社区居民提供一个安全、舒适、便利的现代生活环境。基于物联网技术的门禁系统作为智能社区建设的重要组成部分,未来将为其出入管理提供更加便捷、更加高品质的安全防护。

物联网门禁系统论文 篇2

——长安分局政工科刘青剑

摘要：本文在物联网呼之欲出的大背景下，结合公安工作的实际情况，从物联技术在公安内部管理和安全保卫方面的应用、物联技术在博物馆等重点场所管理方面应用、物联技术在野外救援和公安特殊任务中的应用等三个方面浅析了物联网在公安系统中的应用。

物联网（Internet of Things），是指将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等多种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，将从任何时间、任何地点、任何人之间的沟通连接扩展到人与物（Human to Thing）和物与物（Thing to Thing）之间的沟通连接。

通过在物品上嵌入电子标签、条形码等能够存储物体信息的标识，通过无线网络的方式将其即时信息发送到后台信息处理系统，而各大信息系统可互联形成一个庞大的网络。从而可达到对物品进行实时跟踪、监控等智能化管理的目的。通俗来讲，物联网可实现人与物之间的信息沟通。温家宝总理在《让科技引领中国可持续发展》的讲话中，特别指出要着力突破传感网，物联网关键技术，及早部署后IP时

代的相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级，迈向信息社会的发动机，将物联网的发展提升到国家战略高度。

目前，物联技术开始应用于家居生活、数字化城市、安防、物流等多个领域。在公安业务方面，采用物联技术的系统已经率先应用于交通管控、证件防伪、旅馆人口管理等多个警务领域，如何更好的依托物联网和传感技术提升现代化警务的战斗能力和服务水平是我们应该研究的重要课题。

公安物联网是将物联技术和传统警务进行融合、应用的平台，是物联网技术中最具发展潜力的项目。近年来物联技术的发展，不仅实现了动态、批量的对信息进行采集，更为重要的是可以对物品进行单项管理，全程跟踪和信息溯源。大幅提升了传统的管理模式，给现代化警务的多个方面提供了更为先进的管理模式。今天我们主要来谈谈物联时代到来时，物联设备在公安系统中的应用。

本文将从以下几个方面浅析物联技术在公安业务领域的应用：

一、物联技术在公安内部管理及安全保卫方面的应用

（一）物联技术在公安停车场自动识别系统的应用

在这里我们要先引出一个概念，无线射频识别（RFID）是一种高级的非接触性识别技术。

其特点是1.）无需可视读取，实现远距离自动识别。2.）可识别静止物体也可识别移动物体。3.）可实现多个同时识别，识别率较高。4.）存储容量大，可存储相对较多的信息。其工作原理是：RFID标签在通过识读器发出的射频区域时，识读器发出询问信号，并读取芯片中的信息到服务器，服务器也可同时通过识读器写入信息到RFID标签内部。可做到双向反馈。其标签内部的（EPC代码）为每一件物品建立全球唯一的开放性代码，可实现追踪、溯源，是物品全球唯一的身份识别ID。

公安停车场自动识别系统就是基于RFID技术的一种物联网管理模式，通过RFID传感技术将车辆信息（包括车辆的牌号、车架号、发动机号）存储于标签中，当车辆到达停车场识别区域，RFID电子身份证通过识别器向后台服务器发送车辆信息，服务器通过系统比对确

认车辆是否有通过权力，并确定是否放行。对放行车辆自动安排泊车位置，完成整个泊车过程。（如图所示）

本系统还可结合全球地理信息系统对车辆进行交通引导管理和定位服务。交通引导服务可解决在处警过程中的交通拥堵，提高处警的时间。例如：上下班高峰期某小区发生了一起杀人案件，接到报警后，到达小区的路线有四条，但不能确定那条路不堵车，本系统可引导警车走最容易到达的路线，并随时指挥车辆进行改道，从而达到优化处警线路的引导服务；定位服务可加强对警车的管理，可随时掌控巡逻车辆的巡逻路线，解决公车私用等警务车辆管理问题。

（二）物联技术在公安办公场所自动识别系统的应用

本系统包括公安办公场所管理，公安人员内部管理，公安内部保卫管理，公安枪支、案件物证管理。

以一座大型的办公楼为例，其内部包括日常办公区域、餐厅、健身区、枪械库、物证室等区域。本解决方案是将RFID射频技术和银行卡相关联，实现一卡多用的目的。

举例说明：

1.当一个警员开始一天的工作，早上上班到大楼门口识别区域后，识别器将电子身份证内信息发送给服务器，服务器根据授权决定放行与否。并确定进入时间进行考勤。对于没有电子身份证的人员需要进入办公大楼的，可在门卫处办理临时电子身份证，取得临时电子身份证后可进入大楼，如无电子身份中而暴力闯入的话，系统会反馈给后台服务器进行报警，报警后保卫人员可根据报警进行相应的处理。这样即优化了传统的上下班考勤制度又解放了门卫人员，并能够有效的防止闲杂人等进入办公大楼。2008年上海闸北分局如果能够使用本系统也不会发生警察局内警察被杀事件。

2.进入办公区，不同的办公室人员有不同的授权，根据授权不同可进入不同的办公室，各级领导会有相应的授权，在授权范围内对工作进行督导、检查。

这样就会有效的防止在工作时间，无正常交涉 的情况下，不同岗位的民警相互串门、聊天。

3.在用餐时间警员可用银行卡到餐厅刷卡进行消费，每月的餐补可定时打入银行账号。可优化财务人员的工作流程，又可使用餐简便化。

4.在健身区，警员在固定时段可进入健身区进行健身。由于健身器材有限，健身区不宜容纳过多的健身人员，所以多健身时段和人员出入进行授权。如：刑侦大队每周四下午4:00——6:00之间，缉毒大队每周五晚上6:00——8：00之间。规定时间内授权人员可进入健身区，其他人员则不能进入，这样即合理的安排了健身房人员调配，又可充分发挥健身房的作用，更好的维护健身设备。

5.在枪支保管方面，当执行任务需要携带枪时，在枪械库领取枪支时，每个枪支将会有唯一的电子射频标签（即枪支的编码），警员有自己的电子身份证。枪支出库时，服务器通过识读器将枪支的电子射频标签和警员的数字身份证进行绑定，绑定后服务器可跟踪记录枪支和警员的行踪，确保一人一枪，当枪支和使用人分离时，系统会在后台进行报警提示。任务执行完毕，枪支归还枪械库，解除绑定，即完成一次枪支的使用。本系统的优点：能够随时掌握警员使用枪支的过程，做到枪不离人，并优化了枪支的出入库过程。达到自动化管理。

6.在物证管理方面，制作专用的物证保管袋，对每个案件的物证进行分类保管，对每一案件的物证建立RFID电子标签，标签内存储案件的发案时间、地点、性质、内容简介及案件的物证名称。当警务人员要借案件的物证时，物证管理人员将警员电子身份证和物证电子标签读入后台服务器，服务器进行关联完成借出管理，使用完成后警员归还物证到物证室，服务器解除两者的关联并做相应记录，完成一次借出、归还。

以上是物联技术在公安日常办公场所的几点应用，希望能够起到抛砖引玉的作用。

二、物联技术在博物馆等重点场所管理方面应用。

众所周知，博物馆等重点场所因特殊性决定了其对安全的要求级别较高，传统的安全保卫措施已经不能很好的适应当前时代发展的需求，多年前在电影《纵横四海》中看到的盗窃名画的片段中应用的红外安保技术已经不是什么高科技技术了，物联网的发展给重点场所安保提供了新的技术支持。

这里我们探讨，如果将物联技术应用于博物馆等重点场所的安全保卫工作，博物馆安保管理系统从架构上来说，前段设备分为三个方面，第一是给每一件

文物建立一个RFID射频标签，标签内包括（文物名称、馆藏、简介等信息）；第二是在馆内区域安装红外摄像头，摄像头要求不留死角；第三是建立红外光栅对射报警设备。三种前段设备与后台服务器相连接，当有不明物体入侵博物馆时，红外光栅会立即报警，当入侵者破坏红外报警系统后进入馆内，红外摄像头会记录入侵者的入侵轨迹，监控设备也会在监视端显示并做处理。假设监控设备也被事先破坏，RFID射频标签将发挥终极作用，当入侵者将贴有RFID标签的物体移动时，后端服务器会给报警设备发出报警指令。如果馆内文物被盗走，警务人员也会根据RFID电子标签进行追踪，在最短的时间内将丢失文物追回，这样，三重保险将绝对保证馆内文物的安全。

三、物联技术在野外救援和公安特殊任务中的应用

随着社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，近几年参加户外探险运动的人群越来越多，在野外走失的人群也随机增加。这样公安部门的深山搜救成了一门新的课题。如何能确保搜救的同时保障搜救人员的安全呢？深山地形的复杂性和多变性决定了搜救的随机性和危险性，很多搜救队员在搜救未果的情况下自己却遇到了困难，由于大多数搜救团体在深山内没有更好的沟通方式，队员往往因延误救治时间而产生更大的伤亡。而物联技术能够很好的解决这一问题。我们可以为每一个队员建立一个RFID电子身份证，确保可以随时监控每一位队员的所在位置，当遇到极端天气或者一些不可预见的状况时，可以在第一时间发现队员的所在位置并对其进行营救。

另外由于犯罪的复杂性和多样性，很多案件都有卧底存在，打入敌人内部往往是最危险的事情。如果能够将电子射频技术和卧底相结合起来，我们就能随时掌握卧底人员的动态，保证其安全性。在这一点上我们值得研究和探讨。

所以物联时代将是下一个后互联网时代，如果说互联网改变了当代人们的生活，那么物联时代将改变当代人的思维方式。当然物联时代的到来也要求更高 的网络安全。没有坚固的网络安全，所有的物联技术将会面临随时瘫痪的风险，人类生下来就有自私的欲望，很所不法分子都在窥探网络设计的后门，都幻想能够入侵到别人的系统中，从而达到自己不可告人的目的。所以我辈应该在这一领域进行认真探索。这里就不做过多的赘述。

物联网操作系统浮出水面 篇3

最近，苹果正式发布了苹果手表，而在此前，飞利浦的智能灯泡已上市， V2V车联网在美国已启动立法程序，种类繁多的智慧城市项目均在开发之中。穿戴式计算、智能家居、车联网和智慧城市正在快步走来，即将进入我们的生活。从技术上讲，以上林林总总都属于物联网。

按照定义，物联网是利用互联网把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，是“物物相连的互联网”。从系统结构上看，物联网相当复杂，既有各式各样的传感终端设备，也包括后台服务和传统电脑、移动计算设备上的应用。当前的物联网系统与其说是一个个“物物相联的互联网”，不如说是一个个“物物相联的局域网”。技术方案不统一，体系结构不一致，使得各物联网之间即无法互联，系统开发也十分困难。

这种情况被ARM描述成“碎片化的物联网”，mbed OS的目标正是试图解决碎片化问题，为物联网提供统一的底层技术平台。当年，在TCP/IP和开源软件推动下，实现了局域网到互联网的飞跃。mbed OS是一种试图将局域式物联网向互联式物联网推进的重要努力。ARM认为互联网联接100亿个单元，未来物联网将联接1000亿个单元，当前我们正处于物联网爆发式增长的前夜。

mbed OS是基于ARM Cortex-M处理器所设计的免费操作系统，配有安全、通讯和设备管理模块，支持低功率智能蓝牙、2G、3G与CDMA通信技术、Thread、Wi-Fi、802.15.4/6LoWPAN、TLS/DTLS、CoAP、HTTP、MQTT以及轻量级的M2M。而只需32～64kbRAM和256 kb闪存的配置，适合在小设备上运行。开发商能使用mbed开发电池使用寿命长达数年的设备，比如心率感测器。

mbed由三部分组成：运行于ARM Cortex-M系列处理器的实时操作系统、运行于云端的设备服务器和开发工具。mbed实时操作系统可以管理传感器、网络及无线芯片，支持蓝牙、2G、3G等多种通信协议以及API。mbed实时操作系统由事件驱动而非传统的分时型操作系统，系统将始终处于休眠状态，直到来自传感器或者其它周边设备将其唤醒，处理完毕即转为休眠。mbed云端设备服务器可运行于x86和ARM平台，能与云上各类高层应用和协议对接，提供数据流管理、设备管理和安全管服务。按ARM的说法，mbed云端设备服务器将来自mbed设备的小数据处理后汇成大数据，再将大数据分成小数据分发到接入的mbed设备。

ARM表示，2012年销售了87亿颗芯片，而嵌入式控制的市场总和为172亿颗。ARM预测，到2020年，该市场将因物联网器件推动而增长到年销售270亿颗芯片。按ARM的设想，ARM芯片配以mbed OS，不仅能将局域式的物联网变成互联式的物联网，还能实现物联网的“简洁之美”：可通过同一个网络浏览器找到并控制家里的灯泡，而不必知道或在意正在使用的是Wi-Fi还是3G。ARM宣称，大数据都始于小数据，未来的物联网的数据连接并借助强大生态系统的支持提供切实可行的多样化服务。

mbed OS是一种试图将局域网式物联网向互联网推进的重要努力。

小区养生物联网系统 篇4

1 小区养生物联网系统功能

“小区养生物联网系统”是建在小区内的一套养生/监护系统,它将人们与小区健康中心、物管、社区医院、120急护车系统、三甲医院联接起来。它伴随小区人们的活动,获取人们的养生锻练、日常健康体检、营养摄入数据,存储下来,通过数据挖掘、学习及知识库比对,给出养生建议;系统并可监控老人的病危情况(跌倒、心跳、血压、血糖、紧急按钮等)。自动联系120及社区医院进行及时救护和指导;子女也可远程监控家庭中老人的实时情况。

2 小区养生物联网系统组成

“小区养生物联网系统”的组成如图1所示,由“小区养生物联网”、“养生云平台”及“手机APP”3部份组成。

2.1 小区养生物联网

小区养生物联网由嵌入式通信服务器和众多养生设备组成。

养生物联网的组成有3类,一类是安放在家居内的养老监护物联网,它的主要作用是养老监护和远程报警求救。它的主要感知节点是“摔倒报警器”、心跳、血压、血糖等个人核心健康参数感知节点,大多是兰牙等无线传输。

第二类是放在小区健康室的养生物联网,它的主要作用是健康体检和养生指导。它价格较贵,多安放在小区及小区活动室。它监测小区环境健康参数(温、湿度、PM2.5、负氧离子等),刷卡使用计录的健身锻练(计步、拉身等),刷卡记录常规体检参数(指肪量、血脂、血糖、心率等)。

第三类是放在小区营养食堂、菜场的营养物联网,它的主要作用是计录用户每天的各营养采集量(品种、热量、成份)。

2.2 养生云平台

养升云平台放在阿里云服务器上,它的组成如图2所示,主要有以下5部份功能:

(1)系统管理功能:用户管理、通信服务器管理、信息安全管理功能,对通信服务器及手机用户的注册、登录进行管理,确保信息安全。

(2)通信功能:云平台经通信服务器与物联网将采集来的各养生数据以标准IP包形式,上传给管理网,传输层采用UDP协议。

(3)云平台与手机APP的通信采用Web方式,开发有一套API接口函数。

(4)养生数据库:用于采集、储存、查询用户的编码、健康体检、健身锻练、营养摄入、老人监护等数据。

(5)养生知识库:从市场购买的养生知识库。

(6)养生大数据挖掘:根据数据统计和知识库比对,进行健康提醒和给出养生建议。

2.3 手机APP

用户与养生系统的交互界面。用户可在APP上查询自己的健康病历,获取健康提醒和养生建议。

3 嵌入式通信服务器

通信服务器是联接云平台和下层养生物联网的桥梁,将物联网采集来的各养生数据以标准IP包形式上传给云平台。

该通信服务器有2个版本(-1、-2)型。-1版本是全系统,用于小区养生屋及需监护的老人家中,用于身份输入;-2型采用大LED屏,不要蓝牙及Zig Bee接口,IC卡读写器进行有值读写,用于小区商店及营养食堂。

通信服务器属ARM嵌入式通信服务器。作为各养生物联网的主机(协调器),管理养生物联网的运行,采集各感知节点的数据,并在EEPROM中暂存。以太网发生断网事故时,仍能正产带领感知网独立工作。

由于单片机都是执行单任务流程,在通信服务器内又有多个随机并发工作(以太、兰牙、Zig Bee、读IC卡),为利用现有模块,加快开发速度和防止冲突丢包,采用多CPU架构的模块式开发。通信服务器内部有4个CPU,CPU之间采用URAT及SPI做内部总线,以太、Zig Bee、IC卡模块均为自带COU模块,各自独立完成自己突发的任务,之间数据采用内部总线交换。

小区养生物联网的嵌入式通信服务器的组成如图3所示,它由CPU、以太网接口、蓝牙接口、Zig Bee接口、IC卡读写器、OLED显示器组成。

CPU是通信服务器的核心,选用了LPC824。这是NZP Cortex-M0系列中的廉价芯片,它有16K闪存,4K SRAM、2个SPI和3个USART串口。它负责通信服务器内数据路由调度工作。

以太网接口:这是一个带CPU的智能标准透传模块,它由ARM M0 CPULPC1768和以太网接口芯片W5500组成,有嵌入式网页可以设置各种以太网通信参数,由SPI和主CPU交换数据。W5500是一款低功耗的NAC+PHY芯片(32K缓存)。

蓝牙接口:选用TI公司的CC5040做蓝牙接口,它用于联接现场体检设备(血脂计、体脂秤、血压计、血糖仪等)。当前这些设备均带蓝牙通信接口。蓝牙接口与CPU串口相接。

Zig Bee接口:选用TI公司的CC5030做Zig Bee接口。

IC卡读写器:小区IC卡,一方面用于刷卡自动输入用户名;另方面为电子钱包,用于小区商店及营养食堂消费,同时记录物品种类数量,以便记录用户的营养摄入量。

OLED显示器:用于显示用户名、现场测量值(-1型)、或购买品种及金额(-2型)。OLED带输入手写屏,可以选择图型按钮1-11,11个按钮对应1个兰牙体检测量和10个养生设备(跑步机等)。这样可以11个用户可以用各自的用户名(刷卡),同时使用健康屋的设备,分别记录及上传。

4 结语

智能居家养老系统的价值不仅体现在能够满足城市独居老人对居家养老独立性、安全性的需求,同时满足其在心理慰藉方面的需求,实现远程情感互动,通过对交互系统的参与性,实现老有所用、老有所乐的最高养老目标,使老人的居家养老生活达到理想状态。

参考文献

[1]韩秀锋.智能家居安防系统设计与实现[D].大连理工大学,2009.

[2]雷梁.基于Zig Bee无线传感网络的嵌入式智能家居监控系统研究[D].西华大学,2009.

[3]刘宝.Zig Bee网络及其在医疗监护系统中的应用研究[D].兰州理工大学,2009.

物联网门禁系统论文 篇5

基于物联网的温室远程监控系统研究

以实际农业生产应用为导向，强调“应用推动技术”的行业思路。整个系统设计涉及电子信息、通讯、计算机、自动控制、传感器等多学科交叉，综合性较强，产品复杂度高。这几针对现有温室监控系统的特点作出改进，借助ZigBee通讯技术和英特网实现了温室基本环境参数的采集和远程监。设计实现了温室环境的监控一体化。解决了当前国内外智能温室系统多实现的是环境因子的在线监测，而系统控制能力不足的问题。系统可以通过浏览器和IP地址访问控制界面实现温室远距离操控，解决了现有系统远程通信能力不足的问题。

基于物联网的智慧农业监控系统 篇6

关键词：物联网；智慧农业；监控系统；传感器；采集

中图分类号： S24 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）03-0376-03

当前，我国的农业正由小规模种植的个体方式向集约化、大规模基地种植方式发展[1]，随之而来如灌溉、施肥、虫害等各种问题也逐步凸显出来。因此，如何对大规模、大面积的农业基地实施高效率、信息化、安全化的科学管理，是一个当务之急需要解决的问题。

目前，国内农业基地的环境监控大部分采用传统方式，即通过人工手段进行监控，这大大增加了不必要的劳动力开销，降低了工作效率。物联网利用局部网络与互联网等通信技术，把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理与控制的智能化。本研究在物联网基础上，提出一种智慧农业监测监控系统，通过该系统，用户可以不受空间限制，对大规模农业基地进行环境信息采集，同时又能对其进行可视化的精确调控，从而实现现代农业的集中高效管理。

1 系统总体方案

监控系统由3部分组成，即由ZigBee无线网络、嵌入式操作平台、视频监控模块组成的现场监控子系统，由3G传输网络，以太网形成的无线网络子系统及远程监控管理中心（图1）。现场监控子系统通过ZigBee网络，将传感器等设备采集到的数据传输至位于基地的嵌入式操作平台，同时将控制指令發送给基地中需要控制的设备；现场监控子系统采集相关环境参数后存入数据库，通过无线网络子系统传输至远程监控管理中心，同时，远程监控管理中心结合现场监控子系统传输的相关参数与视频信息，通过无线网络子系统发出相应的调控指令。

2 现场监控子系统

现场监控子系统需要满足实时数据采集、数据存储分析、自动控制、网络连接等功能。

2.1 短距离ZigBee网络设计

作为一种低复杂度、低速率、低成本、低损耗的新兴无线网络技术，ZigBee技术[2]成为一些近距离通信技术应用的首选。从农业基地角度来看，一般所需要传输的数据类型对通信速率要求不高，用ZigBee方式取代传统的布线方式有相当的可行性。考虑到一般农业基地均具有多测点、多设备、控制距离较短的特点，一般采用ZigBee的Mesh组网（网状组网）模式（图2）。Mesh网络由协调节点、路由器和多个终端节点组成，它是一种多跳的网络系统，网络中节点与节点之间可以直接通信，每一次的通信都会由一条或多条路由节点进行中继，最终传输给目的节点。

在基地中，应选取合适的位置放置空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、二氧化碳传感器等。为便于安装与调试，系统采用多合一传感器，以集中测量各种参数，省去多个单一传感器所需的各种配置，使安装更加简易与便捷。该传感器采用标准的Modbus-RTU通讯协议，支持RS232与RS485数字量输出。

传感器将采集到的数据通过ZigBee终端节点传输给路由节点，路由节点将自行选择最优的通信路径传输给协调节点，协调节点汇聚采集到的数据，传输给嵌入式操作平台，这样即使有一些节点出现故障，也不会影响最终的通信。工作人员可以通过观测嵌入式操作平台显示的各组传感器数据，作出合理的判断。同时，协调节点负责接收来自嵌入式操作平台的控制信息，通过路由器节点中继发送给指定的ZigBee终端节点，ZigBee终端节点接收到信息后，通过对与终端节点相连的设备进行控制，完成灌溉、施肥等一系列操作，其工作流程为：首先初始化网络；然后终端节点将对ZigBee网络进行搜索，搜索到相应的网络之后申请加入；加入成功后开始接收协调节点的数据反馈，并判断是接收传感器的数据还是控制设备，从而进行相应的操作（图3）。

2.2 嵌入式操作平台设计

采用ARM-Linux控制器模式[3]。硬件部分选取ARM11系列核作为嵌入式控制器的微处理器，该系列处理器具有处理能力强、性能高、功耗低的特点；软件部分操作系统则采用Linux操作系统，它具有兼容性高、多用户、多任务、界面操作简单、安全性好、支持多种平台等优点。嵌入式系统结构如图4所示，虚线部分为嵌入式系统的软件架构及内置的应用程序。

嵌入式操作平台基于Linux操作系统建立嵌入式WEB服务器，以满足同远程管理中心浏览器的信息交互。为满足视频等大数据量信息的处理，系统引入轻量级SQLite数据库，便于存储与管理信息，采用通用CGI技术完成WEB服务器与数据库的连接。通过网页与数据库之间的连接，可以将用户的查询要求转换成数据库的查询命令，并将查询结果通过网页返回给远程用户；远程用户可以通过浏览器发送控制指令，通过CGI传送给与ZigBee协调节点相连接的串口，ZigBee 协调节点由串口接收信息后，将信息发送给对应的ZigBee终端节点，从而实现对设备的控制。

ARM-Linux控制器对参数的采集与对设备的控制流程为：首先是初始化网络，然后定时采集相关的数据存入SQLite数据库，采集间隔由工作人员决定，最后在WEB上动态的更新数据。一般情况下，系统默认为自动控制模式，系统采用鲁棒性较高的模糊PID算法[4]对基地进行更加人性化的自动控制：结合传感器采集到的相关数据，控制器通过模糊计算推理分析采集到的相关数据；根据分析，发送控制信号到相关设备，实现对作物生长环境的调控，使基地的环境状况达到最适合作物生长的状态。在接收到远程管理中心的控制信号，系统会立刻转入手动模式。嵌入式系统控制流程如图5所示，首先发送ZigBee网络初始化命令；初始化完成后，系统定时采集传感器反馈的数据并同步更新到数据库中，同时，实时反映在WEB页面上；操作人员在观察到实时更新的数据后，判断是否进行手动操作。

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2.3 视频监控设计

采用高清网络云台摄像头模式，既可以现场调节嵌入式平台来控制摄像头转动，也可以遠程操控，它拥有标准的 H.264 压缩算法，支持D1、CIF等2种分辨率，适合无线网络；支持水平360度全向转动，安装使用方便；适用于不便布线的场合。

摄像头将采集到的视频数据经过内置的编码器编码，经由无线网络子系统传输至管理中心，通过管理中心的解码器解码后播放视频。

3 无线网络子系统

无线网络子系统采用中国联通3G（第3代移动通信技术）网络[5]与以太网无缝连接，实现用户的远程监控。随着3G技术的成熟及网络覆盖区域广，3G网络的高抗干扰能力、高兼容性与高数据传输速率，使得它完全可以满足农业基地监测过程中各种数据的传输需求。

以太网采用专线连接模式，由远程管理中心向网络服务商申请固定的公网IP地址；现场监控子系统接收到相关信息，嵌入式控制平台通过3G-DTU（3G数据单元）将信息通过3G网络发送出去，经过基站与网络服务器设备实现3G网络与以太网的无缝连接；通过网络服务商提供的固定IP传输至远程管理中心，实现现场与远距离管理中心的连接（图6）。反之，管理中心的相关控制信息也可以通过该线路向现场监控子系统发布，现场监控子系统接收到控制信息后，通过一系列信息逆向处理实现最终的远程控制。

4 远程监控管理中心

管理中心由网络接入设备和工作计算机等组成[6]，以完成基地现场环境参数信息的采集、存储和显示，同时实现对基地视频远程手动控制，实现对基地环境参数的远程手动或自动控制。

采用B/S（浏览器/服务器）模式[7]，远程用户通过预先设计的友好人机界面浏览器登入远端ARM-Linux控制器，可以通过获取摄像头的视频图像，直观地观察各个农业基地的动植物生长状况；可以通过相关环境参数的显示，客观分析实时状况；可以根据历史数据进行事后分析与未来预测。根据用户对系统的要求，设计以下几个主要的界面：（1）设置历史报表、报警设置、历史曲线等选项，点击对应的按钮，就会弹出对应的界面，用户可以参照相关的界面显示，作出合理的判断，同时每个界面均具有打印输出的功能；（2）对各基地空气温湿度、氨气浓度、土壤温湿度、光照强度等参数作出实时的显示，同时配置施肥器、通风机、二氧化碳发生器、水泵等虚拟装置，用户只需点击虚拟装置，便可实现对远程装置的开关操作；（3）根据各种传感器检测的环境参数，通过监控管理中心对相关参数正常范围的设置，实现农业基地环境参数的自动控制。系统远程监控5个农业基地的相关参数效果见图7。

5 结论

引入目前比较成熟的3G通信技术，完成智慧农业监控系统整个网络的无缝衔接。本系统目前已经在江苏省沛县现代农业科技示范园投入使用，监控的农业基地覆盖沛县全境。通过研究和应用表明，该系统只须架构1套监控系统，便可以对处在全国各地所有农业生产基地进行实时监控，实现人、设备之间的信息交互，适合于大规模农业基地的生产管控。基于物联网的智慧农业监控系统，具有相当高的稳定性，能够完成农业生产持续可靠的精准监控，在农业领域有很好的应用前景。

参考文献：

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基于物联网的生产物流系统 篇7

物联网在中国受到了极大的关注, 其受关注程度是在欧盟、美国以及其他各国不可比拟的。物联网源于物流业的信息化, 物联网的深入发展, 影响最大的也是物流业。物联网让物流智能化, 将根本性的改变现在的物流经营模式, 加快现代物流的发展, 增强供应链的可视性和可控性, 带来物流系统中物品的透明化与实时化管理, 实现重要物品的生产、销售、配送等各物流环节可追踪管理。

物联网及其在物流领域的应用

1 9 9 9年美国麻省理工大学Auto-ID实验室Ashton教授首次提出了EPC (Electronic Product Code) 系统, 即物联网的概念。在2005年国际电信联盟 (ITU) 发布的同名报告中, 物联网的定义和范围已经发生了变化, 覆盖范围有了较大的拓展。

物联网是一个基于因特网、传统电信网等信息承载体, 通过射频识别 (RFID) 、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备, 按约定的协议, 把任何物品与互联网相连接, 进行信息交换和通信, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。

物联网技术在物流领域的应用:实现对物品唯一的标识。物联网的EPC (产品电子代码) 作为物流与编码信息管理的新技术, 突破了条形码所不能完成的对单品的跟踪和管理任务, 能够对单个而不是一类物品进行编码。它通过对物品的唯一标识, 并借助计算机网络系统, 完成对单个物体的访问。对传统的商品包装和物流管理产生深刻影响。

加速对物品分级处理。EP C沿袭了原有的按不同类型的容器进行编码特点, 将物流过程中不同的货品、集装箱、托盆和仓库等进行分层级编码, 解决在同一时间进行多种标签识别的问题, 并根据需要对有关信息进行处理。达到快速分级处理的效果, 大大提高了工作效率。举例来说, 目前盛行的条形码, 人工读取一个需要十秒钟的时间, 机器读取则为两秒, 而采用电子标签及射频技术读取只需要0.1秒的时间。

对信息实现自动非接触式处理。物联网的RFID技术利用射频信号及其空间稠合和传输特性进行非接触双向通信, 实现对静态或移动物品的自动识别, 并进行数据交换的一项自动识别技术。这种自动非接触式处理的特点, 可以实现对动态供应链信息进行高效管理, 有效地降低物流成本。

对物品物流信息的实时监控。物联网是在互联网的基础上对物流信息进行跟踪监控的实时网络。任何一个安装有读写器的终端, 都可以通过射频扫描技术读取物品的相关信息, 并通过互联网的信息传输作用, 实现对物品物流信息的实时监控。

可以实现供应链各个环节信息共享。物品在供应链的各个环节凭借唯一标识自己的电子标签, 通过互联网和射频技术, 在供应链中任何一个环节将该物品的信息自动记录下来并实现信息共享。

基于物联网的生产物流系统

生产物流随着物流信息化发展, 已经由初期的M I S、C A D/C A M到M R P/E R P, 从C I M S、S C M到C R M、P L M, 初步达到一定的水平。然而, 总的来讲, 生产物流的信息化程度相对于其它物流环节来讲, 还是有一定的差距。物联网技术支持下, 生产物流系统在以下几方面得到快速发展:

生产装配系统实现对生产的自动实时追踪与有效监控。生产装配系统利用RFID技术的主要方法是根据应用系统中产生的生产任务单设计写入电子标签的数据, 如产品的用料情况、完成工位、成品时间、规格型号、检验结果、操作员等生产过程信息和产品信息, 在关键的工位安装读写器以读取标签信息, 指导整个生产过程。生产装配系统中, 依据应用系统产生的生产任务单拣货出库。从应用系统中发出拣货指令, 拣货验收后出库。在成品下线时, 可以把标签进行回收处理, 减少使用成本。也可以保持在成品中, 改写其中的数据, 为下一步的销售和售后进行服务。使用RFID标签后, 工作人员更新生产进度、确认工序是否基本正确完成、落实物料的供应情况更加有效, RFID标签重复使用, 可以节省大量成本。

生产进度信息的供应链上共享。生产进度信息是企业检查生产计划执行状况的重要依据, 也是滚动制定生产计划过程中用于修正原有计划和制定新计划的重要信息。物联网环境下, 生产进度计划可及时共享的信息。首先, 供应链上游企业要通过了解对方的生产进度情况完成准时供应, 通过生产进度信息的链上共享, 上游企业可以在下游企业真正需要的时候提供物资, 而不是简单按生产计划的安排, 毕竟, 生产计划信息不能实时反映物流的运动状态。这种情况下, 下游企业可以避免库存, 而上游企业可以灵活安排生产和调拨物资。

利用上游企业生产能力数据提高生产计划系统可用性。企业完成一份定单绝不可能脱离上游企业的支持, 因此, 在编制生产计划时有必要考虑上游企业的生产能力。任何企业在现有技术水平和组织条件下都具有一个最大的生产能力, 但最大的生产能力并不等于最优生产负荷。在上下游企业间稳定的供应关系形成后, 上游企业从自身利益出发, 更希望所有与之相关的下游企业在同一时期的总需求与自身生产能力相匹配。这样, 在下游企业编制生产计划时就必须考虑到上游企业的这一能力上的约束。

准时采购与无缝连接。制造业核心业务外包和主辅分离趋势日益明显, 这些对大规模定制和敏捷制造技术的要求, 必将对能与制造企业进行无缝链接、完成JIT采购与配送服务的物流企业催生巨大需求。基于物联网的生产物流系统可以对生产线上的原材料、零部件、半成品和产成品进行全程识速识别与跟踪, 并实现多品种、多规格与多供应商的“多对多”网络式联通, 自动预先形成详细补货信息, 促使整条产业链的时时连接, 从而辅助流水线均衡、稳步生产。

物联网对生产物流管理的挑战

生产物流的复杂性、涉及范围的广泛性, 决定了即便在物流网环境下, 生产物流的发展还存在许多问题:

行业标准有待统一。基于物联网的生产物流, 涉及成百上千的供应商, 终端制造商、销售商、通信设备商、行业信息化运营商、网络运营商、系统集成商、最终用户等诸多环节, 是一个多物品、多网络、多应用、互联互通、互相融合的系统, 而国内目前尚未形成统一的物联网技术标准规范, 这成为了物联网发展继而影响到生产物流发展的最大障碍。

物联网技术应用给生产物流带来成本压力。无论是电子标签, 还是条形码, 无疑都会增加企业的成本, 如若没有强烈需求, 企业很少会去主动应用。因此, 目前应用物联网技术的, 主要集中在行业利润较高和单件物品价值较高的领域。而物联网技术的应用成本还包括接收设备、系统集成、计算机通讯、数据处理平台等综合系统的建设等。这对低利润率的物流产业可谓是难堪重负。业界预计, 只有当标签成本将降低到5美分左右才可能得到大范围的应用。

基于物联网的农业系统设计 篇8

关键词：智慧农业管理,物联网,农业物联平台

农业现代化是时代和科学技术发展的必然趋势, 而物联网技术是农业现代化的新生力量, 其能够推动最新科技与农业现代化迅速结合。物联网技术应用于农业, 可实现对农业环境监测、空气湿度监测和虫害防控等实时监测, 最终合理利用农业土地资源, 快速管理农业系统中出现的防护问题, 并提高农业产量和质量。

1 物联网应用基础

物联网近些年, 在政府的推动下, 基于物联网的应用已有众多应用, 物联网的应用研究也被众多大学科研机构研究设计。农业示范基地也加快了物联网技术的应用, 并对农业生长进行全程实时监控和管理, 最终保证农业系统的智慧管理。传统农业管理模式已在物联网技术的改造下, 做出巨大贡献, 部分科学技术发达地区, 已实现对农作物防护、农作物浇灌和肥料供给等物联供给应用。现代物联农业管理模式如图1所示。

2 基于物联网的农业系统设计

2.1 智慧农业管理架构

为实现智慧农业的科学化管理, 将智慧农业管理分为五大管理结构, 其包括田间气象管理、种子农药管理、电水利管理、行政支持管理和虫害防治管理。按照图2框架图实施。

(1) 田间气象管理, 即主要包含对田间环境进行监测, 实时把握田间农作物的生长、湿度要求和温度监测等工作, 为电水利管理提供数据支持。

(2) 种子农药管理, 即通过招标, 选拔优良品种种植, 方便农户和供应商的联系。

(3) 电水利管理为田间无人浇灌提供技术支持, 减少人力劳动, 其从田间气象管理获取相关数据信息。

(4) 虫害防治管理, 即对重大虫害进行积极响应, 并选取合适农药进行喷洒。

(5) 行政支持管理能够给农户提供更多政府优惠政策支持。

2.2 智慧农业系统设计

针对智慧农业管理架构, 可设计智慧农业系统, 其包括的子系统有农业环境监测子系统、空气湿度监测子系统、虫害防控子系统、自动浇灌子系统和紧急通知等子系统。智慧农业系统如图3所示。

3 结语

本文主要基于物联网的农业系统进行设计, 从农业管理架构的宏观设计开始, 逐步深入对智慧农业系统进行子系统设计, 最终实现基于物联网的现代化农业。

参考文献

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[3]晏发斌, 周航, 白建明等.浅谈计算机信息技术与我国农业现代化[J].现代农业科技, 2007 (2) :143—144.

基于物联网的路灯控制系统 篇9

随着经济日益发展, 交通工具种类越来越多, 夜间交通量随之上涨, 交通规则虽然不断完善, 但交通事故频频不断。道路照明质量直接关系到交通安全和社会和谐发展。所以利用这次实训的机会, 我们借鉴物联网的智能特性设计了一种智能路灯, 这个路灯主要实现智能控制就需要各种类型的传感器。利用物联网的传感器 (各种类型的传感器) 性能, 不同的传感器之间所捕获的信息内容和其格式不同。传感器获取数据具有实时性, 会不断接收和更新数据。本文对路灯智能控制以及传感信号处理进行了研究。

1 系统工作原理

物联网控制的路灯, 主要由单片机、监控、光控开关、钟控开关、红外线感知控制的各类传感器以及计算机控制终端等设备组成。联网的路灯控制系统, 胡玉萱, 管加强

钟控器, 需要调整钟控器的开关灯时间设置, 用它来调节时间实现路灯的时间控制。学, 甘肃兰州730000

光感电阻, 是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;入射光强, 电阻减小;入射光弱, 电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换 (将光的变化转换为电的变化) 。通常, 光敏电阻器都制成薄片结构, 以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时, 光敏层内就激发出电子—空穴对, 参与导电, 使电路中电流增强。

端等设备关灯时灯的时间人体都有恒定的体温, 一般在37度, 所以会发出特定波长10UM左右的红外线, 被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射人体都有恒定的体温, 一般在37度, 所以会发出特定波长10UM左右的红外线, 被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件, 这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡, 向外释放电荷, 后续电路经检测处理后就能实现电路连接通电路灯亮。

通过控制中心和现场远程分布式RTU, 借助移动通讯网络, 完成对市政路灯的每一盏灯的远程控制、远程调光、远程监视、远程实时动态管理。

2 系统控制模块设计

我们将其设计为两种模拟情况下的线路:

在行人多的地区, 根据光控开关的敏感性, 在其前面加了一个钟控开关, 以至于让路灯在白天不工作而在夜晚的一定时间工作, 即使在阴天, 钟控开关也会控制光控开关, 让其不工作。如果在夏季, 昼长夜短, 在该时间段, 钟控开关已经打开, 但是仍是白天, 有光控开关的存在, 路灯就不会工作, 充分起到节电的效果。如果在冬季, 昼短夜长, 可以调节钟控开关, 增长路灯在夜晚工作的时间。

在行人稀少的地区, 考虑到电力的过度浪费, 采用了钟控开关与传感器结合的控制系统, 对电路实现控制。当夜晚来临时, 光控开关会自动打开, 但是因为行人稀少, 在凌晨过后很少会有行人出现, 所以, 在光控开关后面加了钟控开关, 在该路段定时控制, 当考虑到会有极少数车辆或行人在该路段行走, 因此, 安装了红外线检测系统, 配合钟控开关工作。行人或车辆出现时, 路灯开始工作, 当红外线检测不到热量时, 路灯停止工作。

3 系统结构设计

系统由三部分组成:计算机路灯控制中心、管理中心和路灯控制终端。

计算机路灯控制中心和管理中心通过物联网方式与分布在各地的路灯控制监控终端实现对码控制, 进而控制区域和城市的路灯。

1) 路灯控制中心系统是该系统体系的大脑, 用以分析与研究数据, 对于信息进行处理的系统结构;

2) 路灯管理中心系统是以物联网平台为基础的管理体系, 监控与遥控 (无线电控、智能控制) 、远程数据通信网络、管理中心等体系相辅相成, 共同构成该网络结构。实时的数据管理, 有效的满足我们对路灯系统信息的要求, 高效性, 快速性的信息传递方式, 让管理更加方便快捷;

3) 路灯监控终端, 在执行操作的同时, 对路面实行监控, 它代替了人类的眼睛, 可以智能的进行路灯之间的控制, 也可以监控车流量, 以及违法乱纪的现象, 为我们的生活安全提供了保障。在现代生活中, 节能这一课题一直是我们讨论的重点, 该系统终端可以详细记录开关灯时间, 进行数据传递的同时, 还能达到节能效果。

该系统可以对路灯进行远程操控, 单回路的控制模式, 待路灯出现障碍时, 监控系统自带的报警功能可无线传回管理中心, 系统可对故障具体分析, 具体处理, 使维修更加方便。

4 优势

1) 传统路灯管理系统通过铺设控制电缆需要大量线路而此电路大多用无线控制。比传统路灯节约电线资源, 人力资源等等。

2) 传统路灯需要时控开关浪费人力, 无线传感器网络路灯管理即可以实现按照程序进行控制, 也可以根据室外照度控制。

3) 传统路灯是时控开关, 定时而亮, 而该设计是光控配合时控以及红外线控制, 节约电力。

4) 监控系统出现在路灯上, 有助于交通设施的防盗, 以及对各种违法乱纪情况进行监控等, 节约人力物力, 有助于管理。

5 结论

本文主要围绕物联网控制路灯进行设计, 经济实用, 既节约了人力、物力, 也节约了电力, 是现代供电系统中有用的组成部分, 我们期待该系统为我们提供更有利的服务信息, 以及为未来社会提供更好的服务。采用了单片机为主要控制芯片, 钟控器为主要开关, 传感器为智能开关, 监控为辅助成功实现了物联网的路灯智能控制系统。

摘要：介绍一种基于物联网的由单片机控制的智能操作路灯。该系统采用两种传感器, 分别有光控开关、红外线热感应开关。系统采用一个光敏电阻, 钟控器, 被动式红外探头来实现电路的光控、钟控以及红外线感知控制。FLD单灯节电控制器, 可实现单灯控制。监控器, 来实现电路系统的监控。

关键词：单片机,传感器,监控终端,物联网

参考文献

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[3]李安定.太阳能光伏发电工程出版社[M].北京:北京工业大学出版社, 2001.

感知矿山物联网智慧照明系统设计 篇10

我国煤矿大多数为地下开采, 现有的煤矿巷道里一般每隔20m左右安装一个矿井照明灯。其控制沿用传统的人工控制方式, 需要人为开关, 且通常为“长明灯”状态, 管理方式落后, 在没有人员工作的巷道里, 无形中造成电能的浪费, 存在低智能化、高能耗的问题。随着感知矿山物联网时代的到来, 这种低智能化的矿井照明系统已不能适应“智慧矿山” 的需要。

智能照明系统的控制方法可分为三大类:有线控制、电力线载波控制和无线射频控制, 其中无线射频控制是目前主流的控制方法[1]。这也是煤矿物联网的主流技术, 即所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来, 实现智能化识别和管理[2]。

本文结合矿山物联网相关技术[3]提出建立一套具有感知、传输和控制功能的矿井智慧照明系统。 该系统由内嵌于矿井照明灯中的无线感知模块构成感知层网络, 采集井下移动目标分布信息, 以自主控制照明灯的开启和关闭, 从而避免“长明灯”现象;同时通过传输网络将各节点状态信息上传至地面监控中心, 便于节点的控制和维护;遇险时还可用于避险, 指示逃生方向。

1系统架构

在业界, 煤矿物联网大致被公认为有3个层次: 底层是用来感知数据的感知层, 第2层是数据传输的网络传输层, 最上层是信息应用层[2]。感知矿山物联网智慧照明系统架构基于物联网的3层结构, 如图1所示, 包括地面监控中心、矿井传输网络和无线感知网络3个部分。其中, 无线感知网络既有属于网络传输层的设施也有属于感知层的设施。

(1) 无线感知网络。无线感知网络由Sink节点和无线感知子网组成, Sink节点属于网络传输层设施, 而无线感知子网属于感知层设施。 每个Sink节点对应若干路由节点和终端节点, 路由节点和终端节点构成了自主控制的无线感知子网络[4-5]。

无线感知子网的主要功能:一方面负责采集终端节点分布信息并进行判别, 以完成照明自主控制; 另一方面各子网通过路由节点转发自身位置和状态信息及终端节点信息, 进而汇聚到Sink节点, 实现与无线传感网络的信息交互。

无线感知网络在无线感知子网功能的基础上, 将子网中路由节点上传的信息加上Sink节点的位置及状态信息转发给矿井传输网络。

(2) 矿井传输网络。矿井传输网络属于网络传输层设施, 是无线感知网络和地面监控中心通信的桥梁, 负责把无线感知网络收集的信息传送给地面监控中心, 并把地面监控中心的指令信息传送给无线感知网络中的Sink节点。

(3) 地面监控中心。地面监控中心属于应用层设施, 对无线感知网上传的信息进行相应的逻辑分析、推理、判断, 并将结果按特定的形式进行存储、显示以及反馈控制, 必要时发出应急避险指示, 实现井上与井下的信息交互[6]。

2无线感知子网节点设计

依据该智慧照明系统的架构, 考虑到当前煤矿井下安全避险“六大系统”的建设政策和标准, 避免基础设施建设的浪费, 系统中的地面监控中心、矿井传输网络和无线感知网络的Sink节点均可沿用原有设施, 本文主要设计了无线感知子网。

无线感知子网包括矿井照明灯、无线感知模块和标签3个部分, 如图2所示。照明灯自带开关控制器, 可独立地完成照明状态的控制功能;无线感知模块内嵌于矿井照明灯中, 作为子网的路由节点;标签具有唯一标志号, 由井下移动目标携带, 作为子网的终端节点。

设计中, 终端节点采用通用有源RFID电子标签, 可按需求直接购买产品或者使用矿井原有标签。 路由节点由矿井照明灯、指示灯、照明控制器和无线感知模块组成, 如图3所示。

( 1 ) 照明灯采用矿用隔爆型LED巷道灯 。

( 2 ) 指示灯采用消防疏散LED指示灯 。

(3) 照明控制器采用NCL30082LED驱动器。

(4) 无线感知模块为无源RFID读识器, 采用内核为STM32W108的EMZ3048C芯片。

(5) 整个节点通过所连接矿井照明灯的供电系统进行供电。

3系统控制过程实现

智慧照明系统控制流程如图4所示, 系统控制过程主要包括地面监控中心控制和无线感知子网控制2个部分。地面监控中心的控制自上而下贯穿整个系统, 一方面向井上工作人员展示井下各节点的实时工作状态, 一方面向井下工作人员传达井上发出的工作指示。无线感知子网控制是一个自主的智慧控制子系统, 无线感知子网路由节点根据终端节点的标签号自主控制照明灯的工作状态。

3.1地面监控中心控制

地面监控中心控制实现井上与井下的及时、高效交互, 包括显示控制和避险指示控制2个部分。

(1) 显示控制。显示控制部分将系统中各节点的地理位置及工作状态信息以网页形式输出, 并直观地显示, 当井上工作人员发现有节点不能正常工作时, 便可及时对相应节点进行维护。

(2) 避险指示控制。避险指示控制是矿井下遇到灾难时的一种应急控制。由地面监控中心发出信号, 经矿井传输网络传输给无线感知网络, 并由无线感知网络的Sink节点以广播的形式传送给子网的各路由节点, 再由路由节点中的无线感知模块指示照明灯控制器, 以流水灯模式开启消防疏散指示灯, 为矿工指示正确的逃生方向。

3.2无线感知子网控制

无线感知子网控制过程:装有无线感知模块的路由节点采集进入其覆盖区域的终端节点标签号, 并将这些信息直接或通过多跳路由转发给Sink节点;然后, 由路由节点的无线感知模块对这些标签号进行分析判别, 将相应的工作状态传送给照明灯控制器;最后, 由照明灯控制器设置照明灯的相应工作状态。

(1) 终端节点控制。终端节点每隔2s向感知模块发送一次标签号, 采用多发筛漏防碰撞算法, 无线感知模块收到标签号后返回确认帧。帧格式如图5所示。其中2个字节的标签号格式如图6所示, 动作位没有使用, 为0;后15位为卡号。

(2) 路由节点控制。1标签号采集和转发, 路由节点的无线感知模块EMZ3048C内核STM32W108集成了符合IEEE802.15.4标准的2.4GHz收发器, 路由节点通过EMZ3048C的内置天线采集终端节点发送的信息, 并加上自身位置及状态信息, 按照无线感知网络的路由协议汇聚到Sink节点[7]。2标签号判别, 子网中的终端节点由井下移动目标携带, 并具有唯一标志号, 因此, 通过标志号可以判断出在照明区域下工作的移动目标是矿工还是移动设备 (如机车) 。标签号判别流程如图7所示, 无线感知模块采集终端节点的标签号, 若无, 照明灯为关闭状态;若有, 进行标签号分析判别, 如果是矿工的标签号, 则照明灯为开启状态, 如果是移动设备的标签号, 则照明灯为关闭状态。

4结语

介绍了感知矿山物联网智慧照明系统的架构, 设计了无线感知子网路由节点, 讨论了系统控制实现的具体流程。

感知矿山物联网智慧照明系统是物联网技术的一个典型应用, 不但可以工作于全自动状态, 根据终端节点标志号自动切换照明状态, 达到节能效果;还可以由地面监控中心进行全局控制, 作为应急照明系统, 指示逃生方向, 具有避险功能。

参考文献

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物联网门禁系统论文 篇11

关键词：嵌入式；物联网；ZigBee；智能学生宿舍；智能家居

中图分类号：TP273

物联网是在现代计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信技术，构造一个覆盖万事万物的网络世界，在这个网络中，可以对各个事物进行智能化管理和互动[1]。如今，智能家居的理念不断深入人心，许多家用电器都实现了智能化控制，但很少有将这种物联网技术应用于大学生宿舍。然而，学校宿舍用电安全及财产安全一直是社会关注的焦点，所以设计一个基于物联网的智能控制系统来对学生宿舍进行管理是有现实意义的。

1 系统总体方案

本系统是以ARM 嵌入式系统为基础，利用无线传感器技术、RFID以及信号处理与通信技术实现系统的整体架构。该系统将实现对宿舍的门禁、照明、采光和供电插座进行远程控制与管理，利用RFID对人员进出进行记录。

智能宿舍系统按照功能结构可以分为应用层、网络层和感知层。系统应用层的具体实物包含了Android应用程序及其服务器相关程序。在系统的网络层中，服务器是建立外网通信的核心部分，宿舍网关是建立内部通信连接数据传输的核心部分。在tiny6410开发板上扩展ZigBee模块作为宿舍网关，负责宿舍内部网络和外部网络的连接和数据转换。系統的感知层是采用ZigBee近距离无线传输协议来组建宿舍内部通信网络，ZigBee终端节点扩展不同的模块以实现不同功能。智能宿舍系统的总体架构如图1所示。

2 智能宿舍系统硬件设计

智能宿舍系统硬件主要是宿舍网关（嵌入式Linux网关）、ZigBee自组网中各个内部网络节点的设计。智能宿舍网关设计是建立在嵌入式Linux系统上，与服务器建立TCP连接，实现网络通信，并与ZigBee协调器建立串行数据通信连接，ZigBee协调器通过组建内部网络并实现相互间的通信连接，从而实现网络化的管理与控制。

智能宿舍网关设计采用的是Tiny6410 嵌入式开发板[3]，其配有一个网络接口和四个串行通信接口，可以简化了硬件设计。在移植嵌入式Linux系统后，只需要在该系统上运行建立网络与串行通信连接的应用程序。

ZigBee节点的硬件设计采的是TI公司的CC2530F256芯片，单个芯片上整合ZigBee射频（RF）前端、内存和微控制器。[2]

图1 智能宿舍系统的总体架构

2.1 嵌入式Linux网关设计

Linux内核支持DM9000 的驱动和串行通信接口驱动，并且对TCP/IP协议有良好的支持，设计网络通信程序较容易，作为智能宿舍的内部网关，要处理来自服务器的控制指令数据，解析后通过串行通信方式传递给ZigBee协调器，以实现网络数据的获取与传输，系统整体结构如图2所示。

图2 嵌入式系统结构图

2.2 ZigBee节点的设计

寝室环境中，各功能设备的通讯是基于ZigBee无线网络。介于智能宿舍的规模，即网络中传输的数据量不大、节点较多等因素，宿舍内部网络结构选择星形结构。在实际环境中搭建的网络结构，必要的硬件设备按结构可分为协调器和终端节点。

2.2.1 ZigBee协调器

ZigBee组网具有自组织的特点。ZigBee 协调器主要是组建整个ZigBee网络，实现内部网络相互间的数据传输，并与嵌入式智能宿舍网关建立通信连接，以实现数据的上传及指令的下发。

2.2.2 终端节点

在学生宿舍环境中，安全方面是首要考虑的。所以终端节点的功能设计，包含了RFID门禁系统、照明与插座控制节点、窗帘电机控制节点等。

（1）门禁控制节点。RFID门禁系统采用RC522 13.56MHZ 高频的射频识别模块，可以快速、准确地读取常见类型的学生校园卡，通过驱动电路实现门阀的控制。由于本RFID门禁系统是通过ZigBee终端节点控制，通过无线传感网络技术，可以方便的实现Android 手机的远程控制。当需要远程开门时，点击Android 系统上的开门按钮，通过Internet和ZigBee网络将数据传输到该门禁系统的节点上，通过该节点对门阀的控制实现开门。同时，还可以通过网络远程管理此门禁系统，当需要锁定某种RFID卡号，通过锁定按钮以实现RFID射频识别的失效；需要恢复时，通过解锁按钮恢复。

图3 门禁节点原理图

（2）照明与插座控制节点。与门禁节点原理相似，电灯与插座都是CC2530 单片机通过驱动电路实现对继电器的控制，从而实现对电灯以及用电器件的控制。当接收到网络传递的指令数据时，ZigBee 终端节点执行相应的控制指令，实现对电灯或是用电器件的开关控制，进而实现了学生宿舍的用电器件的管理以控制，以无接触方式实现用电器件的控制，保证了用电的安全可靠。

（3）窗帘电机控制节点。窗帘控制就是通过CC2530 单片机通过对步进电机驱动模块实现对步进电机的驱动，原理与门禁节点类似。当该终端节点接收到相关控制指令通过驱动电机的以实现窗帘的开关控制，这里可以通过实现需要来控制窗帘的开合度，保证室内的合理化采光控制。

3 智能宿舍系统的软件设计

3.1 服务器程序设计

服务器程序是建立在具有固定IP的服务器上，最主要的作用是建立 Android 手机客户端和嵌入式系统的TCP 连接的线程间的管理和通信。嵌入式Linux系统与服务器建立TCP连接后，服务创建相应线程与其通信，当Android 手机客户端建立连接时，服务器创建另一个线程与其通信，服务器将两者通信数据相互传输，以实现两个客户端线程的通信。

3.2 Android 应用程序设计

Android应用程序是用户远程访问控制宿舍的客户端。应用程序设计就是与ZigBee节点相应的，分为门禁的控制按钮、电灯的开关按钮、插座的通断按钮和窗帘的开闭按钮。应用程序首次安装登录时，会与手机号进行绑定，以提高系统的安全性。登录后与服务器建立TCP连接，按钮动作会向服务器发送相应的控制指令，达到控制目的。

4 结束语

本文设计的系统实现了学生宿舍的智能化管理与控制功能，整体结构清晰明了，节点安装方便。可以根据实际需求扩展节点的功能，适用于不同环境。此项技术将Web技术、嵌入式技术和ZigBee技术完美的结合，在学生宿舍方面的应用与推广有较好的前景。

参考文献：

[1]Luigi A，Antonio I，Giacomo M.The internet of things：A survey[J].Computer Networks，2010：784-2805

[2]Texas Instruments.A True System-on-Chip Solution for 2.4-GHz IEEE 802.15.4 and ZigBee Applications[EB/OL].http：//www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/cc2530.pdf.

[3]友善之臂.Tiny6410开发板[EB/OL].http：//www.arm9.net/tiny6410.asp.

作者简介：华旺东（1992.01-），男，湖北武汉人，本科，研究方向：物联网；张仕臻（1989.06-），男，湖北十堰人，江汉大学研究生处，研究生，研究方向：系统工程；王松（1992.08-），男，湖北武汉人，本科。

基于物联网的地质灾害监测系统 篇12

1 系统总体架构

物联网是新一代信息技术的重要组成部分, 其定义是通过传感器、射频识别、全球定位系统等信息传感设备, 按照约定的协议连接到互联网, 在人与物、物与物之间进行信息交互, 以实现对物体进行识别、定位、跟踪、监控等功能的一种新型智能化网络[5]。根据国际电信联盟的建议, 目前国际普遍将物联网的体系架构自底向上分为感知层、网络层和应用层。感知层包括传感器等数据采集设备以及数据输入网关前的传感器网络;网络层主要负责网络接入、网络传输以及相应的管理与控制;应用层解决信息处理与人机界面的问题[6]。依此三层架构设计了如图1所示的系统总体架构, 主要由现场感知终端、通信网络以及远程监控中心三部分组成。

其中, 现场感知终端通过雨量计、水位计、孔隙水压力计、伸缩计、倾斜计等采集降雨量、地下水位和山体移位等信息, 并由GPS定位模块获取监测点经纬度和海拔高度等地理信息, 同时将这些信息显示在液晶屏上, 最后将信息打包交给GPRS模块发送给远程监控中心;考虑到GPRS通信方式具有实时在线、按量计费、快捷登录、高速传输和不受地形和地域限制等特点[7], 系统在网络层的通信网络主要以Internet网络与GPRS网络互联的方式为主, 并辅以SMS短信息方式, 根据通信网络的质量情况, 在两种通信方式间自由切换, 保证数据可靠传输;远程监控中心一方面接收处理现场监测点传回来的数据信息, 另一方面向现场终端发送数据指令, 如更改数据包传输频率、监控中心手机号、传感器预警值和开启报警器等, 当服务器IP地址需改动时可通过手机经GSM网络以短信方式更改并建立新的网络连接, 同时遇到网络连接错误时远程终端会向监控中心手机发送短信息来提醒工作人员。

2 感知终端硬件设计

系统感知终端即现场监测终端的研究与设计是该文的研究重点, 主要包括数据采集传输装置的设计和传感器的选取, 这里主要介绍数据采集传输装置。整个装置采用模块化设计, 通过对所选芯片进行分析后给出合适的电路设计, 使得装置能够稳定可靠运行。数据采集传输装置包括分布式传感器、信号调理模块、微控制器 (MCU) 、GPS模块、GPRS模块、显示报警模块和电源模块等, 如图2所示为该数据采集传输装置结构图。

2.1 信号调理模块

由于系统所使用的传感器多数都是输出4~20 m A电流信号, 必须转换为0~5 V电压信号才能输入单片机, 为此设计了4~20m A转0~5 V信号调理模块。模块选用了电流环接收器RCV420作为主芯片, RCV420是美国RURR-BROWN公司生产的精密电流环接收器芯片, 用于将4~20 m A输入信号转换为0~5 V输出信号。它包含一个高级运算放大器、一个片内精密电阻网络和一个精密10 V电压基准。其总转换精度为0.1%, 共模抑制比CMR达86 d B, 共模输入范围达±40 V。在全量程范围内输入阻抗仅有1.5 V的压降, 对于环路电流具有很强的变换能力[8]。较之由分立器件设计的印制板电路, RCV420具有更低的开发成本、制造成本和现场维护费用, 非常适用于在集成电路与便携设备中实现工业微弱环电流的信号转换。所选芯片需要双电源供电, 而系统所用电源只有12 V单电源, 为此又选用了广州金升阳公司生产的工业级隔离电源模块A1212S模块芯片, 该模块芯片体积小、性能稳定、可靠性高, 能较好地将12 V电源转换为正负12 V电源供RCV420芯片工作。

如图3所示为信号调理模块电路图, 可根据系统需要选择RCV420芯片数量, 这里共需要8个 (图中只显示1个) 。其中, L1和C2、L2和C1、L3和C3共同组成LC滤波网络, 大大减小了输出纹波, 能够平稳地为RCV420供电。这样设计的信号调理模块, 一方面可以节省电路板空间;另一方面还使得各信号相互独立, 避免了外界电路的干扰。

2.2 GPRS模块

此系统选用的GPRS模块是Siemens公司推出的MC55模块。MC55模块是市场上尺寸较小的三频模块, 能够在GPRS网络中完成语音、数据呼叫、网络连接、短信息以及传真的传送。MC55内置TCP/IP协议栈, 由AT指令控制并使应用程序很容易地接入网络。该协议栈支持在GPRS网络中使用Internet中的TCP socket、UDP socket、FTP、HTTP、SMTP、POP3等服务[9], 该系统主要应用了TCP socket服务。该模块有40个引脚, 通过一个零阻力插座连接器引出, 以实现电源、SIM卡、模块控制口和串口等功能的引接以及数据、短信息的传输[10]。如图4所示为GPRS模块部分电路图, 包括单片机与MC55、MC55与SIM卡的连接等。启动模块时, 模块的引脚IGT上必须有一个低电平脉冲且至少需要延时100ms, 模块才能正常启动。

2.3 GPS模块

该系统选用了一款外观小巧的高性能GPS定位模块, 模块核心采用U-BLOX公司的NEO-6M模组, 定位精度2.5 m CEP, 追踪灵敏度高达-161 d Bm, 测量输出频率最高可达5 Hz。模块自带高性能无源陶瓷天线 (无需再购买昂贵的有源天线了) , 并自带可充电后备电池 (在主电源断电后还可以维持半小时左右的GPS数据接收保存) 。模块通过串口与外部系统连接, 串口波特率支持4 800、9 600、38 400、57 600等不同速率, 兼容5 V/3.3 V单片机系统, 通过4个排针 (分别代表VCC、TXD、RXD、GND) 就可以方便地与外部连接[11]。GPS模块实物图如图5所示。

2.4 电源模块

为了使整个系统运行稳定, 电源的设计也是一个很重要的部分。一方面, 由于STC12C5A60S2单片机是5 V供电, 内部有高精度A/D转换器, 需要基准电压源, 这就要求稳压电源具有较高的工作效率和较低的输出纹波电压, 这里采用开关型稳压器件LM2576与线性稳压器件L7805相结合的形式来设计电路输出5 V电源, 不仅可以提高稳压电源的工作效率, 减少能源损耗和热损害, 而且可减少外部的电压波动干扰和高频干扰, 保证了系统的稳定可靠运行。另一方面, MC55模块工作电压为3.3~4.8 V (通常推荐值4.2 V) , 选用了MIC29302稳压芯片将5 V电压降低到4.2 V。如图6所示为电源模块电路图。

3 单片机驱动程序设计

此系统的单片机驱动程序采用基于STC单片机的C语言编写, 开发环境为KEIL公司开发的KeilμVision4 C51编译系统。程序设计采用模块化思想, 先将程序划分成若干个功能相对独立的模块, 再为每一个模块制定流程图, 并按照流程图编写程序, 最后再进行统一整合。采用这种方法编写出来的程序结构简单、可读性强, 且便于后期的调试、修改、扩展和完善。

主程序控制模块:系统上电或复位后, 首先要进行初始化设置, 主要设置相关的定时器及串口工作模式等, 并对液晶显示、A/D转换等进行初始化。系统初始化后会显示开机界面, 并启动MC55模块注册GPRS网络, 注册成功后初始化GPRS并创建Socket, 然后定时发送数据, 并通过串口1接收和处理GPRS数据和短信息;同时通过串口2接收和处理GPS数据, 并显示在液晶屏上。主程序流程如图7所示。

GPRS通信模块:GPRS网络采用TCP/IP协议进行通信, MC55模块的软件部分对外提供了一个控制系统操作的AT命令集, 模块接收来自串口的AT命令, 解释并执行相应的操作, 实现无线MODEM的对应功能。模块根据AT命令来完成自身初始化、网络连接、数据传输及短信息服务等[12]。此系统主要通过Socket和SMS (短信息) 两种方式进行数据通信, Socket主要是完成现场监测数据和远程控制命令的传输, 短信息主要是远程修改现场终端的参数, 如IP地址和端口号等。其中, 建立网络连接的流程如下[13]:

GPS定位模块:GPS模块输出的定位数据采用NMEA-0183协议, 该协议是美国国家海洋电子协会为海用电子设备制定的标准格式, 目前业已成了GPS导航设备统一的RTCM (Radio Technical Commission for Maritime services) 标准协议。NMEA-0183协议采用ASCII码 (帧格式) 来传递GPS定位信息, 常用命令如表1所示[9]。由于GPS模块每秒输出一次$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC等数据, 速度慢, 因此必须采用中断方式接收[14]。程序中主要通过串口2接收$GPGGA帧语句来获取经度、纬度、海拔高度、大地水准面高度等信息, 其帧格式如下 (举例) :

下划线部分便是要获取的数据, 解析后结果为:北纬23°8.287 15′, 东经113°22.098 75′, 海拔41.6 m, 大地水准面高度-5.3 m。

4实验测试与分析

实验测试选用水位计和倾斜计与数据采集传输装置相连, 通过4个通道分别采集水位、X轴角度、Y轴角度和室温对应的电压值, 然后将监测数据发送到监控主机。系统测试图如图8所示, 当该终端与监控中心连接上后, 每隔1 min发送一个 “OK”心跳包, 防止网络掉线。同时按照设定的时间 (默认3 min) 定时向监控中心发送监测数据, 即4个通道电压值和GPS定位信息, 与终端上的液晶显示数据一致, 上位机数据接收界面如图9所示。

为了验证数据采集的准确性, 实验过程中用高精度的万用表测量一组水位计电压值作为实测值, 同时与液晶屏上显示的采集值进行比较, 得到如图10所示的数据误差分析图, 从图中可以看出误差约0.02 V, 完全满足系统的精度要求。另外, 从数据接收区选取部分数据, 然后将各通道电压值转换为对应的监测值进行综合分析, 如图11所示。从图中可以看出, 水位 (约0.35 m) 和温度 (约22 ℃) 保持稳定, 基本上与实际值相符。将倾斜计向一侧不断倾斜时, X、Y轴角度就会随着发生变化 (最大值15 °) , 第15分钟后一直保持最大值不变, 说明此刻开始有明显地表变化, 再结合雨量计、伸缩计等传感器测量值综合分析, 就可以确定滑坡、泥石流等地质灾害发生与否。经过长时间测试, 系统运行稳定, 数据传送正常, 较好地实现了预定的功能。

5 结语

该系统是针对地质灾害监测进行设计的, 数据的远程传送使用了GPRS接入Internet的方式, 适合监测点比较分散、环境比较恶劣、人工检测不方便的地区, 同时通信成本也比较低。与现有的监测装置相比, 该系统性能稳定, 能够有效保证数据监测的准确性和实时性。在节省大量成本的同时还增加了传感器通道, 引出了部分功能接口, 方便其他功能应用的扩展。因此, 该系统的应用还可以推广到水文监测、环境污染监测等自动化采集控制领域。

摘要：针对传统的地质灾害监测方法存在数据收集不及时、信息覆盖面不足等缺点, 设计了一种基于物联网的地质灾害监测系统, 并构建了系统的总体架构, 形成地质灾害监测物联网平台, 重点描述其中感知终端硬件及单片机驱动程序设计。该系统利用STC12C5A60S2单片机作为控制核心, 对传感器采集的降雨量、地下水位和山体移位等信息进行处理, 并控制GPS定位模块获取监测点位置信息, 然后将处理后的数据经GPRS模块封装成TCP/IP数据包, 通过GPRS骨干网接入Internet网传送至监控中心。实验测试结果证明:该系统具有良好的可靠性、稳定性和通信实时性。