基于LoRa自组网的电能采集系统设计与实现

为了实现用电设备运行状况的远程监测,需要对设备运行时的电能参数进行采集并上报至云平台。针对上述目的,本项目设计了一种基于LoRa自组网技术的电能采集系统,整个系统主要由数据采集节点和集中器组成。数据采集节点采用RN8209电能计量芯片实现负载电能数据的精确采集,并通过LoRa通信模块将数据发送至集中器。集中器采用了基于NB-IoT通信模块和LoRa通信模块的双模组设计,通过LoRa模块接收节点上报的数据,并通过NB-IoT模块转发至物联网云平台。本系统利用LoRa载波侦听技术设计了基于CSMA/CA的星型自组网络,实现了节点与集中器间的无线通信,适用于低成本、小规模的远程电能数据采集系统。通过实验验证,该方案的数据采集功能、LoRa自组网通信功能和NB-IoT通信功能均能够正常实现,达到了设计目标。     

水产养殖水质pH值无线监测系统设计

设计了一种水产养殖pH值无线监测系统,系统传感器节点以MSP430F149单片机为核心,以nRF905射频芯片为无线通信模块,采用PHG—96FS型传感器采集pH值和水温数据。根据pH电极的测量原理,建立了pH值测量数学模型,采用最佳分段的二次多项式方法拟合温度系数KpH曲线,实现了pH值测量软件温度补偿,提高了测量的准确性。节点软件以IAR Embedded Workbench为开发环境,采用单片机C语言开发,实现节点数据采集与处理、无线传输和串口通信等功能。监测中心软件采用VB 6.0开发,为用户提供形象直观的实时数据监测平台。实验结果表明：系统运行稳定,数据传输正常,能够完成水产养殖水质参数的监测。     

基于物联网的丹江口库区水质自动监测系统

丹江口库区水质自动监测系统采用物联网技术,并以混合型数据库和数据分发共享技术为核心的B/S模式为主。在点线面源的适当位置安装各种水质自动监测仪器、数据采集传输设备,通过多种有线或无线方式与监控中心的通信服务器相连,实现24 h在线的实时通信。以水质仪器为感知节点能将水质情况实时发送到监控中心,用以实现水质监测、水量调配等应用,以及各种更大规模的信息处理和共享。     

基于LoRa技术与云技术的智慧农业系统设计与实现

本文针对目前目慧温室大棚存在无线通信距离短、数据采集节点功耗大、数据采集节点成本高等问题,通过对物联网技术和云技术的分析,以农业智慧大棚为依托,提出了将物联网技术中的Lo Ra技术、传感器技术,结合云技术,应用于智慧农业系统之中。设计了基于Lo Ra技术的环境监控系统、基于云技术的远程监控系统,使该系统具有智能感知、数据挖掘分析、数据可视化、远程智能控制等功能,实现远距离、低功耗、智能化、多维度、多尺度的农作物信息实时监测。     

基于NB-IoT的水土保持监测系统设计

针对目前我国的水土流失以及水土保持系统低效等问题,根据新型的蜂窝窄带物联网技术,设计并实现了一种基于NB-IoT的水土保持监测系统;系统由多个传感器数据采集节点、远程监测云平台以及本地冗余数据存储系统组成;传感器数据采集节点采用STM32微控制器,负责采集地理信息、温湿度信息参数;并将采集的信息分别发送给本地服务器和云上服务器,登录云端服务器即可实时获取到终端采集的信息;实际测试结果表明:NB模块采用省电技术,耗流低至3μA,符合低功耗特性;同时测试了一天的丢包率,总丢包率低于0.15%,保证了数据的准确性;测试云平台数据显示时间与实际采集数据时间差在30 ms内,符合实时特性。     

基于web网络优化协议的水质污染程度在线监测系统设计

针对传统人工水质污染程度检测工作效率低、实时监测能力不强的问题,设计并实现了基于web网络优化协议的实时在线水质污染程度自动监测系统,系统利用无线传感器网络节点对区域水源水质进行监测,通过无线分组通信技术与宽带网络对数据进行远程传送,工作人员可实现web实时在线的水质信息查询、管理控制、数据收集、报警提示等操作,基于web的水质监测系统,提升了系统的可扩展性、易用性以及实时性等;系统硬件包括传感器模块、无线通信模块、单片机外围电路、以太网接口模块等;系统软件设计了web网络优化协议、系统监测平台、远程参数设置、驱动程序等内容;应用该系统对西安市护城河的水质进行污染程度监测,部署20个传感器监测节点,1个监测子站节点,1个远程web监测主站,分别监测河水中pH值、总磷浓度TP、化学耗氧量(COD)、氨氮浓度,连续采样两天时间,通过仿真实验表明,该系统实现了100%的通信成功率,网络之间访问速度是传统网络协议的5~8倍,无线传感器网络与远程监测工作稳定可靠,通信速率满足实时监测要求,适用于对城市水源水质污染程度的实时在线监测。     

基于物联网技术的货车载荷实时监测系统设计

针对目前货车载荷监测主要依靠固定式称重的现状,设计了一种基于物联网技术的货车载荷实时监测系统。系统以嵌入式系统和多传感器融合算法为核心,由信号采集,信号处理与传输,云服务器等单元组成。采用主控芯片STM32F105RCT6和电阻式应变片传感器,实现数据采集与数据处理;处理后的信息通过无线通信模块发送至云端,云端服务器利用神经网络技术对所得到的数据进行拟合处理,实现了用户在远程情况下对货车的载重量进行实时的监测与管控。实验测试证明,本系统能够准确,高效地采集到货车载荷量,并且所测货车载荷量的精度在2.75%以内,无线传输效果稳定,并能将载荷数据实时上传至云平台,反馈于用户。本系统综合运用了智能传感器、物联网和云计算等技术,具有实时强、精度高、装配便捷等特点。     

基于ARM／GPRS／ZIGBEE水产养殖远程监控系统设计

为了满足水产养殖智能化的要求,设计了水产养殖中水质参数的远程实时监控系统,该系统由基于传感器节点,汇聚节点的水质参数无线监测网络和远程数据管理节点组成。采用以CC2430为核心的ZigBee模块传感器节点方案,构建基于ZigBee协议的无线传感网,实现水质数据采集;应用以ARM9微处理器S3 C2410开发的汇聚节点实现数据的汇聚和GPRS无线通信实现远程数据的传输。利用ZigBee技术和GPRS技术,此系统不仅满足了无线数据采集和数据传输的相关指标要求,而且有效地解决了水产养殖系统中布线困难、节点不可移动、不易维护等问题,满足了水产养殖中水质监测的需要。     

独居老人云智能跌倒实时检测系统的开发

为了准确判断独居老人跌倒并且及时救助,设计开发了一种云智能实时检测系统。该云智能检测系统有效地集成了新型MEMS传感器、通信以及控制等先进技术,实现准确判断、实时检测和及时救助功能。系统通过检测装置采集独居老人日常活动数据,通过支持向量机算法（SVM）对数据进行处理,输出特征数据并通过GPRS将数据上传至物联网云平台,同时将跌倒信息发送给监护人手机。并对各种跌倒状况进行各50次实验,其结果表明：跌倒判断的正确率为100%;并且通过手机APP或者物联网云平台监护人可以实时查看独居老人日常活动,同时能接收跌倒消息以便及时救助。该装置可以突破距离限制,远程实时有效监护独居老人。     

基于IaaS云平台的无线传感网实时监测系统

本文基于中科大IaaS云平台设计并实现了一种无线传感网实时监测系统.利用6LoWPAN建立可自组网的无线传感器网络,系统中各个传感器节点将传感器采集的数据发送至汇聚节点,汇聚节点通过网络将数据传送至中科大云平台服务器中进行记录和分析.本文采用Nginx作为Web服务器,uWSGI应用服务器和Tornado应用服务器分别处理用户的非实时数据和实时数据请求.采用WebSocket技术实现实时数据的传输,提高了系统实时性.测试结果表明本文对构建可靠且可灵活部署的实时监测系统具有指导意义.     

基于STM32的铁路运输站内NB-IoT可视化云BAS系统设计

BAS系统（机电设备监控系统）主要完成车站内的机电设备如空调机组、新风换气机、送/排风机、风幕机、潜污泵、电/扶梯、风冷热泵等设备的自动监视、控制和管理。为了更好地优化BAS系统的可视化界面设计、提高监控质量,以达到节能、安全、提高管理水平的目的,本设计将NB-IoT技术、 Oceanconnect云平台设计及嵌入式技术综合融入到BAS系统中,实现远程监管各个站内数据并实时控制各站内设备以应对突发情况。本系统采用STM32作为微控制器,设计温湿度及光照总控中心和调控节点电路,总控中心通过NB-IoT无线通信模块组网与各安装在站内的多个调控节点进行指令下发和数据上报的双工通信,将通过各节点的温湿度及光照传感器采集到的数据经STM32单片机处理后,通过NB-IoT无线通信模块上传至根据实际要求设计的Oceanconnect云模型中,实现总控制中心及节点电路的云端数据可视化及数据分析,同时还可以由上位机云端模块直接控制各站内下位机的空调机组,换气机污水泵等设备,以实现实时的监管与控制各站内现场环境。经过实验测试结果表明,系统可视化界面清晰简洁易操作且性能稳定可靠,能够实现实时数据的通信分析与控制,提高车站内现场控制的有效性,能够对突发情况进行快速自动处理。     

水位远程连续报测系统设计与实现

针对水位远程采集点位置分散、难以实现实时监测的特点,设计了一种采用FWD-F系列磁致伸缩液位传感器与TMS320F2812单片机配合设计的水位远程连续报测系统.系统由数据采集模块、无线传输模块和信息处理模块组成.采集到的水位信息通过GPRS向控制中心发送,并自动生成报表,实现了水位实时在线测量.试验证明,系统读识方便、可靠性高,且传输速度快.     

基于机器鱼的内陆湖泊水质在线监测系统设计

仅依赖无线传感器网络在线实测是利用多跳式通信实现远程发送与存储数据丢包率高,实验阶段设计的二维结构仿真机器鱼巡游避障性能差,GPRS全天候数据采集与传送所需的流量费用高,针对以上这些问题,设计了一套可进行实测的机器鱼自动巡游避障、水质环境实时监测系统平台;该系统通过移动终端程序设计、利用三维采集路径跟踪算法及WSNs与Wifi热点技术对机器鱼群实现远程精准控制,按照设定深度、路径规划的采集点进行水温水位、PH值、溶解氧、电导率、浊度等常五类水质环境数据实时采集、处理、远程存储、显示、分析及预警,给出了系统的总体设计、机器鱼的结构与控制系统设计、终端节点与协调器的硬件系统及上下位机软件系统设计;利用这套系统对巢湖5个取样点实测,水温、溶解氧、PH值平均误差率分别为0.18%、0.5%及0.01%,远高于其他水质在线监测的精度要求,达到了预期成果;同时对水库及精细水产养殖业等水质在线监测与预警具有很高的推广价值。     

基于WSN的水产养殖环境监测系统设计

针对传统水产养殖过程中对水质监测的实时性差,测量精度低等问题,设计基于无线传感器网络的水产养殖环境监测系统。系统利用ZigBee无线通信技术组建传感器网络,采用混合网拓扑结构,通过对传感器节点硬件和软件的设计,完成水产养殖池中的溶解氧含量、PH值、温度等重要养殖指标的实时测量。水质数据汇聚到中心节点后传送给主控制器,并通过GPRS上传至云端保存。另外,针对云存储的安全问题,利用同态加密对上传到云端的数据进行加密,在不破坏云计算能力的前提下保护了用户的隐私数据。     

基于无线传感器网络的水质监测系统设计

使用传统的有线水质监测系统进行水环境污染检测时,存在监测点数量多、监测时间长等问题。为此,提出一种基于无线传感器网络的水质监测系统。通过无线传感器节点对被监测水域进行水质参数的数据采集,将采集到的数据经过Zigbee网络进行汇总及处理,并经过GPRS网络及时地远程传送给监管部门,从而实现对河流水质情况的实时、有效的监督和管理。对水质监测系统的软硬件电路设计进行介绍,并实现对系统的软硬件连调。实验结果证明,该系统能够满足组网要求,可较好地应用于水质监测领域。     

基于ZigBee、以太网、WiFi技术的网关设计

针对适用于教学仪器市场的物联网产品比较少以及与学校自主研发产品不兼容的情况,设计并实现了基于无线传感网技术的测控子系统.该子系统由数据采集与控制节点、网关、服务器和上位机4部分组成.其中,网关是数据采集控制节点和服务器的通信桥梁.网关采用STM32F103VET6和CC2530双处理器架构.首次将逆向云算法应用到物联网网关中,使网关具有自适应性和智能性.详细介绍了测控子系统中网关架构、软硬件设计、通信协议和逆向云算法.实验结果表明,本设计能满足系统各项要求,具有良好的可靠性.     

ISM与4G网络融合的无线热计量云系统设计与实现

针对我国建筑能耗监测系统中热计量数据远程采集难度大,建筑内部近距离计量节点部署不灵活等问题,将ISM无线网络技术和4G网络技术相融合应用于热计量数据的采集、转换、传输和处理过程中,对ISM网络热计量节点有效组网方式和4G网络数据传输转换方法进行了研究,构建了ISM与4G网络融合的无线热计量系统,提出了一种基于云服务器的远程热计量数据采集平台,并在后期实践中验证了系统功能的可靠性。研究结果表明,使用ISM网络可以方便灵活地对建筑内部热计量节点进行近距离数据采集,降低线路铺设改造成本,结合4G网络和云服务器TCP/IP技术进行远程数据传输与处理可以高效地对热计量数据在云端进行集中实时优化管理,同时也为多种类型的远程热计量数据应用提供了一种解决方案。