基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能實(shí)驗(yàn)室的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、未來(lái)的世界無(wú)疑將是一個(gè)伴隨著泛在計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)的智能化世界,而物聯(lián)網(wǎng)(the Internet of Things,IoT)會(huì)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要途徑。實(shí)驗(yàn)室作為高校用于教學(xué)和科研的重要場(chǎng)所,其管理水平在一定程度上對(duì)高校的發(fā)展起到了影響作用。因此,針對(duì)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室管理效率低、信息化程度低的問(wèn)題,以及為了探索智能實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用需求和特點(diǎn),本文基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)智能實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)進(jìn)行了研究,給出了完整的解決方案,在此基礎(chǔ)上搭建了一個(gè)智能化實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的模型

2、。
　　論文首先以實(shí)驗(yàn)室管理和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)用為背景,分析了國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究情況,論述了研究智能實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的必要性與現(xiàn)實(shí)意義,并對(duì)課題的研究?jī)?nèi)容、技術(shù)難點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)和內(nèi)容安排做了說(shuō)明。其次,從全局的角度出發(fā)綜合闡述了系統(tǒng)的整體框架和設(shè)計(jì)方案,詳細(xì)介紹了系統(tǒng)涉及到的關(guān)鍵技術(shù)的背景和內(nèi)容。系統(tǒng)的整體框架結(jié)構(gòu)來(lái)自于物聯(lián)網(wǎng)體系的分層架構(gòu),最上層是以Web服務(wù)器、PHP和MySQL等技術(shù)搭建的服務(wù)器層,對(duì)應(yīng)于物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用層;中間層是以嵌入式

3、技術(shù)為主的網(wǎng)關(guān),對(duì)應(yīng)于物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)層;最底層是以ZigBee、傳感器、微控制器和RFID等技術(shù)組織而成的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò),對(duì)應(yīng)于物聯(lián)網(wǎng)中的感知層。出于設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)的便利性,對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)采用了分離結(jié)構(gòu),將其中的節(jié)點(diǎn)拆分為ZigBee節(jié)點(diǎn)和終端控制器兩個(gè)部分,前者負(fù)責(zé)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)和信息的傳遞,后者負(fù)責(zé)底層具體硬件的數(shù)據(jù)讀取和控制。
　　然后,全面深入講述了系統(tǒng)各層和各個(gè)模塊的軟硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)以ARM處理器為核心,主要負(fù)責(zé)服

4、務(wù)器層和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)之間的信息轉(zhuǎn)換,并且結(jié)合Qt和觸摸屏技術(shù)對(duì)部分信息進(jìn)行了顯示,是整個(gè)系統(tǒng)的中間層。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)建立在ZigBee網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上,綜合運(yùn)用多種傳感器和微控制器、RFID、繼電器、電子鎖等,實(shí)現(xiàn)了環(huán)境信息的采集、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的電源控制和門(mén)禁等功能。服務(wù)器層通過(guò)Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)的搭建,方便了管理人員和老師通過(guò)遠(yuǎn)程登錄進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)控。
　　最后對(duì)根據(jù)上述方案設(shè)計(jì)的智能實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)進(jìn)行了分塊和整體的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,所設(shè)