基于internet分布式无线传感器网络设计与实现毕业论文(编辑修改稿)

基于internet分布式无线传感器网络设计与实现毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

在气候条件恶劣的地区 及户外使用 ； ⑸ MD600G 可以快速连接 RTU、 PLC、工控机等设备，实现数据透明传输，广泛应用于电力抄表、配电自动化、路灯监控、道路交通等行业。 MD600G 硬件结构 图 5 MD600G 硬件结构图 图 4 DS1302 引脚图及内部结构图 计算机科学与技术学院 20xx 届毕业论文（设计） 5 MD600G 外观图 MD600G 应用结构 MD600G 安装步骤 登陆配置界面 ⑴ 打开电脑，选择 “ 开始 ” → “ 程序 ” → “ 附件 ” → “ 通讯 ” → “ 超级终端 ” → 输入名称 → 选择 “ 连接时使用 ” 的串口 (一般为 COM1) → 设置串口属性为 “ 波特率 : 38400，数据位 : 8，奇偶校验 :无 ， 停止位 : 1，数据流控制 :无 ” ，点击 “ 确定 ” ； ⑵ 输入 “ 回车 ” 进入配置登陆界面 ； ⑶ 输入用户名 “ root” ，密码 “ 1234” ， 回车 进入配置主菜单。 注： Windows 20xx 超级终端 组件的添加方法如下 :开始 —— 所有程序 —— 控制面板 —— 添加删除程序 —— 添加删除 WINDOWS组件 —— 附件和工具 —— 详细信息 —— 通信 —— 详细信息 —— 勾选“超级终端”按提示安装。 配置 MD600G 图 6 MD600G 外 观图 图 7 MD600G 应用结构图 计算机科学与技术学院 20xx 届毕业论文（设计） 6 ⑴ 选择 “ 高级配置 ” → “ 数据中心 ” → “ 主数据中心 IP” → 输入 IP地址 ； ⑵ 选择 “ 主数据中心端口 ” → 输入 数据中心监听端口号 ； ⑶ 一直输入 “ q” ，退出菜单，直到提示重起设备，输入 “ y” 重新启动设备，使配置生效。 （本系统数据中心 IP： ，通信端口号： 9000）。 安装及配置 mServer ⑴ 运行 “ mServer ” ，安装 mServer； ⑵ 运行 “ mServer” ，通过菜单 “ 设置 ” → “ 服务设置 ” ，设置端口和协议，端口采用默认的 “ 9000” ，协议选择 “ ETCP” ，点击 “ 确定 ” ； ⑶ 通过菜单 “ 终端管理 ” → “ 添加终端 ” ，输入 IMEI 和 别名 ； ⑷ 当终端显示上线后，通过菜单 “ 服务 ” → “ 映射 管理 ” ，选择映射到虚拟串口。 这样，就完成了现场 GPRS 即插即用串口到虚拟串口的映射，用户可以直接通过虚拟串口对远端串口设备进行采集和控制。 图 8 mServer 的运行界面 计算机科学与技术学院 20xx 届毕业论文（设计） 7 4. 可视化界面的 设计 设计平台 Visual C++ Microsoft公司推出的目前极为广泛的可视化开发工具，利用 Visual C++ Windows平台的 32位应用程序，依靠强大的编译器以及网络与数据库的开发能力，用 Visual C++ 开发出功能强大的应用程序。 设计思路 功能程序 在本系统中设计了两 个功能程序：串口通信程序和实时曲线显示程序。 串口通信程序 程序功能： 设置 完串口号和串口信息（波特率和奇偶校验位）后，打开串口，将串口上的数据信息通过 socket编程发送到有固定 IP地址 的客户端。 程序运行界面 ： 虚拟串口 实时可视化界面 温度数据 mServer 串口通信 图 10 可视化界面的设计思路 图 9 mServer 中的映射管理 计算机科学与技术学院 20xx 届毕业论文（设计） 8 实时曲线显示程序 程序功能： 通过 socket编程，监 听 运行该程序的 客户端 是否 接 收到温度数据，如果 接 收到温度数据，则进行相应的可视化 实时 曲线显示。 程序 运行界面 ： 图 11 串口通信程序运行界面 图 12 实时曲线显示程序运行界面 计算机科学与技术学院 20xx 届毕业论文（设计） 9 5. 系统性能 的 分析和 设计 细节描述 系统性能分析 表 1 系统性能分析表 序号 实际温度 测量温度 1 1℃ ℃ 2 3℃ ℃ 3 5℃ ℃ 4 7℃ ℃ 5 9℃ ℃ 6 11℃ ℃ 7 13℃ ℃ 8 15℃ ℃ 9 17℃ ℃ 10 19℃ ℃ 11 21℃ ℃ 12 23℃ ℃ 13 25℃ ℃ 14 27℃ ℃ 15 29℃ ℃ 16 31℃ ℃ 17 33℃ ℃ 18 35℃ ℃ 19 37℃ ℃ 20 39℃ ℃ 通过对上表的 20组数据进行分析，我们完全可以认为，该系统是高精度、高稳定性的，误差完全可以控制在 177。 ℃ 以内。 设计细节描述 数据采集频率设计 在本系统设计中， 无线 温度采集终端的采集 周期 为 5秒 ，为了充分体现整个系统的实时性，还辅助设计了时间的液晶显示功能。 如果单纯地设定 延时 为 5秒，时钟的显示就会出现跳动，即 5秒才更新一次时间，从而使时间的连续显示出现障碍。 解决方案如下： 计算机科学与技术学院 20xx 届毕业论文（设计） 10 在循环采集温度的程序内部， 设计一个小循环程序：把 5秒分成 10个 秒进行分别计时， 在 每经过 时， 更新时间 和温度 的液晶显示缓存区，在总计时达到 5秒时跳出小循环，发送一次温度数据，反复循环即可。 [1] 数据中心端口设计 在刚开始对 系统的 数据中心进行调试时，出现了一个问题：无线温度采集终端可以 正常上线，也能正常连接到 mServer，并能正常显示数据中心与无线温度采集终端之间的通信信息，但数据中心客户端演示程序却无法 正常连 接到数据中心。 经过 老师的精心指导和自己的细心分析 ， 最终解决了该问题。 原因在于 ：数据中心需要开放两个端口 进行通信 ， 一个端口是无线温度采集终端与数据中心的通信端口；另一个端口是数据中心客户端演示程序 与数据中心的通信端口。 后者不能与前者共用一个端口，所以 需要去 学校 网络中心 开放 第二个端口 ： 9001号端口。 开始 发送温度数据和送显示缓存区 时间数据送显示缓存区 延时 5 秒 改进后 开始 发送温度数据 时间和温度数据送显示缓存区 总计时是否到 5 秒 Y N 延时 秒 图 13 数据采集模块程序改进图 数据中心 无线温度采集终端 数据中心客户端演示程序 9000 端口 9001 端口 图 14 数据中心端口设计图 计算机科学与技术学院 20xx 届毕业论文（设计） 11 Web访问设计 为了实现多个客户端可以同时访问数据中心服务器 ，我们 规定 ： 客户端在打开服务器的 Web页面时，首先把客户端的 IP地址进行提交，然 后服务器端把客户端的 IP地址收录入库，再将接收到的温度数据转发给指定的客户端。 因此， 当有多个客户端同时进行访问数据中心服务器时，服务器端只需要将各个客户端的 IP地址进行收录入库，最后 再 循环 不断 地往各个客户端 转发温度数据 即可。 当客户端断开与服务器端的连接时，将向服务器 提交断开 请求，从服务器端的 IP地址库中释放掉该客户端的 IP地址，从而实现了服务器端 IP地址库的动态更新。 [2] 可视化界面设计 可视化界面的设计 开发 平台为 Visual C++。 在这个界面的设计中，有多处细节设计，具体 设计 内容如下： ①为了不影响界面显示的实时性， 设定 界面更新的周期为 1秒，从而保证了 显示程序在接收到数据中心数据的 1秒内， 就可以 将数据 的 变化展示出来 ，进一步缩小了采集终端与后台显示之间的延时 ； ② 考虑到可视化界面的美观，规定显示数据信息点的周期为 8秒，即每隔 8秒将在显示区域内打印一个数据信息点（时间和温度值）； ③ 为了方便使用者的使用和体现 整个 系统工作的实时性，还增添了当前时间和当前温度值的 实时 显示功能； ④ 当温度值出现异常， 可视化界面 不能正常显示 曲线 时，系统 将会给出红色 警告提示 ，提醒用户； ⑤为了更 清晰 和直观地表现 本 系统的工作状态， 我们对可视化界面进行客户端 服务器端 客户端 服务器端 IP 地址 数据 发送 释放 IP 请求 图 15 客户端与服务器端通信原理图 断开时 连接时 计算机科学与技术学院 20xx 届毕业论文（设计） 12 了进一步的优化：界面的两侧增加了温度标尺，界面的底色为白色和黑色，曲线的颜色为醒目的红色等等。 [3] 图 16 温度异常时的可视化界面 6. 结束语 “基于 Inter 分布式无线传感器网络设计与实现”系统是一低功耗，低成本，高稳定性无线传感器网络系统。 该系统从实际出发，解决了无线传感器网络目前所遇到的几个典型问题 （如 网络内通信问题 、 成本问题 、 系统能量供应问题 ） ，有较好的实用性和应用性。 随着计算成本的下降以及微处 理器体积越来越小，已经为数不少的无线传感器网络开始投入使用。 目前无线传感器网络的应用主要集中在以下领域： ① 环境的监测和保护 随着人们对于环境问题的关注程度越来越高，需要采集的环境数据也越来越多，无线传感器网络的出现为随机性的研究数据获取提供了便利，并且还可以避免传统数据收集方式给环境带来的侵入式破坏。 ② 医疗护理 无线传感器网络在医疗研究、护理领域也可以大展身手。 计算机科学与技术学院 20xx 届毕业论文（设计） 13 ③ 军事领域 由于无线传感器网络具有密集型、随机分布的特点，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，包括侦察敌情 、监控兵力、装备和物资，判断生物化学攻击等多方面用途。 ④ 其他用途 无线传感器网络还被应用于其他一些领域。 比如一些危险的工业环境如井矿、核电厂等，工作人员可以通过它来实施安全监测。 也可以用在交通领域作为车辆监控的有力工具 ， 此外和还可以在工业自动化生产线等诸多领域。 [5] 图 17 系统工作结构图 由于设计时间的限。