基于物联网技术的寝室智能化系统设计与实现_洪政.pdf
《基于物联网技术的寝室智能化系统设计与实现_洪政.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于物联网技术的寝室智能化系统设计与实现_洪政.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、DOI:1019392/jcnki1671-7341202318003基于物联网技术的寝室智能化系统设计与实现洪 政李自豪王瑜琳钱欣丽重庆公共运输职业学院重庆402260摘要:通信技术以及互联网的不断发展,对整个物联网应用行业起到了重要的支撑作用,物联网技术的应用不仅改变了人们的生活方式,而且对社会经济发展起到了重要的推动作用。本文提出了基于物联网技术寝室智能化系统,以网关模块、传感器模块、执行器模块、门禁模块 4 个硬件模块作为环境数据的实时采集和上报,MQTT 服务器作为传感器数据传输、存储,前后台软件系统作为服务,进行功能展示验证,实现了寝室的智能化,提升了学生住宿环境的智能化水平。关键
2、词:物联网技术;硬件模块;MQTT 服务1 概述随着通信技术以及互联网的不断发展,通信的质量和速率都在快速提高,而通信传输技术对于整个物联网应用行业起到了重要的支撑作用,物联网不管是对整个社会经济的发展还是对个人的生活,都体现了重要的作用。而物联网中的通信技术众多,如 ZigBee 通信、4G 通信、NB-IOT通信、Wi-Fi 通信等,这些都可以应用到物联网的各个行业。现如今,各高校寝室的智能化水平普遍偏低,寝室中的灯光、门禁等设施采用传统的手动开启方式,没有智能化的控制功能,基于上述问题,我们设计了一款基于物联网技术的寝室智能化系统,进行对寝室环境数据的实时采集和上报,利用 Wi-Fi 通
3、信将数据传输到云平台中,用户可以通过 APP 学生端实时查看寝室的状况,同时对寝室的灯光进行远程控制,对寝室的大门进行远程控制。2 系统架构基于物联网技术的寝室智能化系统的整体架构分为感知层、网络层、基础设施平台层、应用层,如图 1 所示。图 1 系统架构图感知层主要是使用 MCU 通过各种传感器对环境数据进行实时采集,并通过传感器网络上传至网关;网络层主要是运用多种通信协议,将感知层所采集的环境数据传输至后端服务器,其中主要的协议为 MQTT 协议和 HTTP 协议,MQTT 适合物联网数据传输,而 HTTP 协议适合一般业务功能的访问;基础设施平台层主要是后端所运用的软件基础设施和微服务;
4、应用层主要是 Webpages、Android。管理前台运用的就是 Webpages,而学生移动端使用的是 An-droid。3 硬件设计整个寝室智能化系统硬件设备分为传感器模块、网关模块、执行器模块、门禁模块 4 个硬件模块,实现对寝室环境数据的实时采集和上报。31 传感器模块传感器模块启动后会初始化各个传感器,初始化完成后将以每隔 15 秒的间隔采集各个传感器的数据,每采集一个传感器的数据就将数据通过 Zigbee 发送至网关模块,交由网关模块进行处理。传感器模块中包括的设备有MCU(主控为 Atmega328P)、HC-S505 人体红外传感器、BH1750FVI 光照度传感器、DHT1
5、1 温湿度传感器、CN3052A电源管理 IC、CC2530Zigbee 模块。32 网关模块网关模块的功能主要是将各个硬件设备节点的数据发送到服务器,并且还要能接收服务器的执行器控制指令。网关模块启动时会自动连接到预设的 Wi-Fi,使其具备网络访问功能,然后连接到 MQTT 服务器。通过 Zigbee实时接收传感器模块发送过来的传感数据,并对数据进行校验,数据校验无误通过 Wi-Fi 模块发布传感器数据到MQTT。所以网关模块在整个硬件系统当中起一个数据校验、数据中转的作用,相当于是硬件系统和后台软件系统之间的一座桥梁。网关模块中包括的设备有 MCU(主控为 Atmega328P)、CN3
6、052A 电源管理 IC、CC2530Zigbee 模块、ESP-01S Wi-Fi 模块。7科技风 2023 年 6 月科技创新33 执行器模块执行器模块会通过 Zigbee 与网关模块建立局域网通信,当服务器下发执行器控制命令到网关模块时,网关模块会立即将执行器控制命令发送到执行器模块,执行器模块会立即做出相应的响应动作。在本系统中,执行器模块设有一个 5V 继电器,通过 MCU 对继电器进行控制,当MCU 对继电器控制成功后会随即发送一个控制成功的指令给网关模块,当网关模块收到指令后不再对执行器模块进行控制,此次任务结束。如果网关模块未收到执行器模块的控制成功指令,那么网关模块会继续以每
7、隔 15 秒的间隔发送控制指令,发送的次数限制在 5 次,5 次控制都没有收到执行器模块的控制成功指令,强行结束此轮控制,控制失败。要是在这期间收到执行器模块的控制成功指令,会中断发送,控制成功。执行器模块中包括的设备有MCU(主 控 为 Atmega328P)、CN3052A 电 源 管 理 IC、CC2530Zigbee 模块、继电器模块。34 门禁模块门禁模块同样也会通过 Zigbee 局域网通信的方式与网关模块进行组网通信,并且打开门禁的方式有两种,第一种是通过实时接收来自网关的开门指令,并对指令进行校验,校验成功完成开门动作;第二种是通过门禁模块自带的 MFC-522 FID 射频模
8、块读取学生校园卡进行身份识别开门。开门动作实现原理为 MCU 控制舵机带动门锁的拉栓做横向往复运动完成开门动作。开门动作完成后门禁模块会发送一个确认完成开门的指令到网关端,当网关模块收到指令后不再对门禁模块进行控制,此次任务结束。如果网关模块未收到门禁模块的控制成功指令,那么网关模块会继续以每隔 15 秒的间隔发送开门指令,发送的次数限制在 5 次,5 次控制都没有收到门禁模块的控制成功指令,就会强行结束此轮开门,开门失败。要是在这期间收到门禁模块的开门成功指令,会中断开门指令的发送,此轮控制成功。门禁模块中包括设备有 MCU(主控为Atmega328P)、CN3052A 电源管理 IC、CC
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 联网 技术 寝室 智能化 系统 设计 实现 洪政
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。