科技館室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測與展品開關(guān)控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、近年來，集中控制類系統(tǒng)作為現(xiàn)代科技項目在公共場所使用的尤為重要。而如今國內(nèi)大型的公共場館，尤其是科學(xué)技術(shù)館，展品設(shè)備數(shù)量繁多。起先，工作人員都必須親臨現(xiàn)場去開關(guān)這些設(shè)備，但是隨著館內(nèi)展品設(shè)備數(shù)目越來越多，種類不斷增加，控制功能逐漸復(fù)雜，使得工作人員需要花費很長的時間去管理和開關(guān)這些設(shè)備。另外，這些展品設(shè)備一旦發(fā)生故障或者館內(nèi)出現(xiàn)如火災(zāi)等安全隱患，都將無法及時發(fā)現(xiàn)并做出應(yīng)急處理，給參觀帶來很大影響。顯然，以往的科技館管理模式已無法滿足時代

2、發(fā)展的新要求，正逐步被淘汰。如何有效的控制和操作館內(nèi)展品設(shè)備，進一步提高展品設(shè)備的使用次第，成為科技館中存在的新問題。
　　基于此，本文結(jié)合集中控制技術(shù)，將軟件與硬件相結(jié)合，設(shè)計了一個針對科技館的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測與展品開關(guān)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由上位機、集中控制主機、節(jié)點端控制分機、采集終端、開關(guān)控制等模塊組成。本文的主要研究工作概括如下:
　　論文首先分析了集中控制類系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架進行設(shè)計，即系統(tǒng)以上位機

3、、集中控制主機、節(jié)點端控制分機作為主體結(jié)構(gòu)，通過WiFi模塊和無線模塊的通信，實現(xiàn)上位機對科技館內(nèi)展品設(shè)備的開關(guān)控制及環(huán)境數(shù)據(jù)的采集。
　　然后搭建了系統(tǒng)的主體軟硬件平臺，在硬件設(shè)計方面，以基于ARMCortex-M3內(nèi)核的STM32單片機作為系統(tǒng)集中控制主機的主控制芯片，配載WiFi模塊、無線通信模塊、電源模塊、SDIO-SD卡、LED指示燈等實現(xiàn)中繼轉(zhuǎn)發(fā)及定時巡檢功能，給出主機的整體工作流程。節(jié)點端控制分機部分采用8位單片機S

4、TC15F2K08S2作為核心控制器，并對外部的無線通信模塊、電源模塊、開關(guān)控制模塊、濕度檢測模塊、溫度檢測模塊、敏感氣體檢測模塊等進行設(shè)計，實現(xiàn)對館內(nèi)展品設(shè)備的開關(guān)控制和室內(nèi)環(huán)境狀況的監(jiān)測。軟件設(shè)計方面，實現(xiàn)了系統(tǒng)上位機、集中控制主機、節(jié)點端控制分機之間的數(shù)據(jù)通信，并對WiFi模塊的數(shù)據(jù)通信指令和無線模塊之間的數(shù)據(jù)交換協(xié)議進行設(shè)計。上位機部分采用USR-TCP232-Test串口/網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手作為上位機軟件，實現(xiàn)包括遠(yuǎn)程開關(guān)控制、環(huán)境