基于物联网技术的设备温湿度远程监测系统研究
基于物联网的无线温度监测系统
基于物联网的无线温度监测系统基于CC2530 802.14.5、STH15传感器、使用C语言构造无线温度采集系统，通过RS232将采集的数据上传到主控机进行分析并存储，开发服务器程序，实现远程用户通过互联网对现场数据进行的实时监控。
解决了现场数据实时存储、故障分析、预警处理的问题。
标签：物联网；Zigbee；CC2530引言温度采集在很多应用系统中都有极其重要的作用。
如婴儿保温箱恒温控制系统等。
传统的温度测量一般采用有线系统测量，具有布线繁琐、添加节点复杂等困难、可靠性低等缺点，而且单个保温箱控制失效一般由工作人员检查得知，容易发生意外。
基于基于物联网[1]的无线温度检测系统采用无线采集数据、传输，通过互联网将采集的数据和设备状态传到远程用户，实现远程用户对现场数据和设备状态的实时监控，极大地提高了系统的可靠性。
1 基于物联网的无线温度监测系统的体系结构本系统由传感器节点、协调器节点、主控机、互联网和远程监控用户组成。
基于物联网的无线温度检测系统的体系结构如图1 所示。
图1 基于物联网的无线温度监测系统的体系结构由传感器节点和协调器节点构成了物联网的感知层，由无线网和互联网构成了物联网的传输层，由主控机和远程用户构成了物联网的应用层[2]。
传感器节点采集现场的温度，通过无线的方式传输到协调器节点，协调器节点通过RS232总线将采集到的数据传到主控机中，主控机对采集到的数据分析、存储、预处理、报警等处理，远程用户通过互联网对设备的状态实时监控。
2 传感器节点的设计传感器节点用于保温箱温度的采集、标度变换、数据传输等。
传感器节点由电源模块、传感器模块、处理器模块和通信模块组成，如图2所示。
图2 传感器节点结构图2.1 传感器节点的硬件结构处理器模块和通信模块由CC2530[3]实现。
CC2530 是德州仪器开发的用于2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 应用的一个真正的片上系统解决方案，内部集成了具有代码预取功能的低功耗8051 微控制器内核，能够以非常低的成本建立强大的网络节点。
基于物联网的在线监测系统设计与实现
基于物联网的在线监测系统设计与实现一、引言：物联网作为信息技术领域的重要创新，已经发展成为众多领域的重要应用。
其中，物联网在工业领域的应用，为监测生产现场的环境参数、生产流程的运行状态、设备的健康状况等提供了便利。
本文以基于物联网的在线监测系统设计与实现为题，详细探讨该系统的组成和功能。
二、在线监测系统的组成：1.硬件平台该系统主要基于硬件平台实现，在硬件平台上搭建传感器网络和数据采集设备。
对于不同的监测对象，需要选择适合的数据采集设备和传感器。
例如，在工业生产现场，需要对环境温度、湿度、压力、气体浓度等参数进行监测，可以使用射频识别（RFID）传感器、气体传感器、温湿度传感器等。
2. 数据采集传输装置该系统需要实时采集传感器网络中的数据，并进行处理和传输。
数据采集传输装置可以是基于现场总线技术的嵌入式设备或者是基于互联网技术的中央服务器等。
数据采集装置的硬件参数和软件功能决定了该系统的传输速率和传输质量。
3. 数据处理服务器数据处理服务器通常是该系统的核心组成部分。
它可以通过预处理和分析传感器网络产生的大量数据，并提供有效的数据算法、模型和接口。
数据处理服务器可以根据不同的监测对象和监测需求，提供多样化数据处理模式。
例如，在温湿度监测中，可以基于神经网络算法进行数据处理，在气体浓度监测中，可以采用多元回归方法进行数据分析。
4. 应用软件应用软件是该系统的用户界面，通过它可以实现基于网络的数据监测和通信功能。
应用软件可以分为监测平台和数据交互平台两个部分。
监测平台可以实现在线监测、数据查询和报警等监测功能。
数据交互平台可以实现设备和人员之间的数据交互，以及设备和设备之间的数据互联。
三、在线监测系统的功能：1. 实时监测在线监测系统的主要功能之一是实时监测和在线采集数据。
该系统可以随时实时监测工业生产现场环境参数和设备运行状态，通过数据采集装置将数据上传到数据处理服务器。
在数据处理服务器中对数据进行分析处理，提高数据的准确性和可用性。
基于物联网技术的智能温湿度控制系统设计
基于物联网技术的智能温湿度控制系统设计随着物联网技术的快速发展，越来越多的家庭和企业开始关注环境的质量。
温湿度控制是其中一个重要的方面，特别是在气候变化不断加剧的今天。
为了满足人们的需求，基于物联网技术的智能温湿度控制系统应运而生。
本文将介绍如何设计一个基于物联网技术的智能温湿度控制系统。
首先，智能温湿度控制系统设计的关键在于传感器的选择和布置。
传感器负责监测环境中的温度和湿度，并将采集到的数据发送到中央处理器或云平台。
为了保证数据的准确性和可靠性，应选择高质量的温湿度传感器，并根据需要布置在不同的关键位置。
例如，可以将传感器安装在不同房间的墙壁上，以实时监测各个房间的温湿度。
此外，还可以将传感器安装在室外，以监测室外温湿度的变化。
通过这种方式，系统可以全面了解环境变化，并根据实际情况采取相应的控制措施。
其次，中央处理器或云平台是智能温湿度控制系统的核心部件。
中央处理器负责接收传感器采集到的数据，并根据预设的控制策略进行处理。
云平台可以将数据存储在云端，并通过手机应用程序提供远程监控和控制功能。
通过中央处理器或云平台，用户可以实时监测温湿度数据，并根据需要进行相应的调整。
例如，当温度过高时，系统可以自动启动空调设备进行制冷；当湿度过高时，系统可以自动启动除湿器进行除湿。
通过智能化的控制策略，系统可以提高家庭和企业的舒适度，并节约能源。
此外，智能温湿度控制系统设计还应考虑用户的个性化需求。
不同用户对温湿度的要求可能各不相同，因此，系统应具备一定的可配置性。
用户可以根据自己的需求设置温度和湿度的目标值，并进行相应的调整。
例如，有些用户喜欢在夏季保持较低的温度，而另一些用户则喜欢在冬季保持较高的湿度。
通过满足用户的个性化需求，系统可以提高用户的满意度。
此外，智能温湿度控制系统设计还应考虑系统的可靠性和安全性。
系统在运行过程中可能遇到各种故障和问题，因此应具备一定的故障处理能力。
例如，当传感器出现故障时，系统应能够快速识别并修复故障。
基于物联网的智能环境监控系统设计与实现
基于物联网的智能环境监控系统设计与实现智能环境监控系统是一种基于物联网技术的应用系统，它通过传感器、控制节点和数据传输通道等组成的网络，实时监测和控制环境的各项参数，为人们提供一个舒适、安全和高效的生活和工作环境。
本文将详细介绍基于物联网的智能环境监控系统的设计与实现。
一、系统设计需求在设计智能环境监控系统之前，首先需要明确系统的设计需求，即所要监测和控制的环境参数。
一般而言，智能环境监控系统需要监测的参数包括温度、湿度、空气质量、光照强度等。
这些参数的监测可以通过各类传感器实现，如温湿度传感器、光照传感器、气体传感器等。
除了环境参数的监测，智能环境监控系统还需要具备一定的控制功能，可以通过控制节点对环境参数进行调节和控制。
例如，当温度过高时，系统可以控制空调开启，调节室内温度；当空气质量差时，系统可以自动开启新风机，提供新鲜空气。
此外，系统还需要能够将监测到的环境参数数据进行实时显示和存储，方便用户随时查看和分析。
二、系统实现方案基于物联网的智能环境监控系统的实现方案主要包括硬件平台的选择、传感器的选择和接入方式的设计。
针对硬件平台的选择，可以考虑使用嵌入式开发板，如树莓派、Arduino等。
这些开发板具有较强的通用性和扩展性，可以方便地接入不同类型的传感器，并通过网络进行远程控制和数据传输。
在选择传感器方面，需要根据系统设计需求选择合适的传感器。
例如，在监测温度和湿度方面，可以选择DHT11或DHT22传感器；在监测光照强度方面，可以选择光敏电阻传感器或光敏二极管等。
此外，还可以考虑使用气体传感器来监测环境中的有害气体浓度。
传感器的选择要根据实际需求进行，确保系统能够准确地监测和控制环境参数。
接入方式的设计主要包括传感器与控制节点的连接方式和控制节点与云平台的连接方式。
传感器与控制节点的连接可以通过模拟输入或数字接口进行，根据传感器的类型和接口要求选择合适的连接方式。
控制节点与云平台的连接可以通过无线通信方式实现，如Wi-Fi、蓝牙、LoRa等。
基于物联网的环境温湿度监测与控制系统研究
基于物联网的环境温湿度监测与控制系统研究随着科技的不断发展，物联网技术在各个领域得到了广泛应用，其中环境温湿度监测与控制系统在人们的生活中起着重要的作用。
本文将从系统需求、系统架构、传感器技术和控制策略等方面对基于物联网的环境温湿度监测与控制系统进行研究。
一、系统需求基于物联网的环境温湿度监测与控制系统应能够实时获取环境温湿度数据，并实时进行监测和控制。
系统需满足以下几个方面的需求：1. 数据准确性：系统应能够准确获取环境温湿度数据，并尽量减少误差和噪声的影响。
2. 数据实时性：系统应能够实时获取环境温湿度数据，并及时进行处理和反馈。
3. 数据安全性：系统应能够保证环境温湿度数据的安全性，防止数据泄露和篡改。
4. 控制精度：系统应能够根据环境温湿度数据进行精确的控制，以满足用户的需求。
二、系统架构基于物联网的环境温湿度监测与控制系统的架构主要包括传感器节点、通信网络、数据处理与存储单元、控制模块和用户界面。
1. 传感器节点：传感器节点负责实时监测环境温湿度数据，并将数据传输给数据处理与存储单元。
传感器节点应具备高精度、低功耗、小尺寸和易于安装等特点。
2. 通信网络：通信网络是将传感器节点和数据处理与存储单元相连接的关键。
可以采用无线通信技术，如Wi-Fi、蓝牙或Zigbee 等，以实现数据的传输和交互。
3. 数据处理与存储单元：数据处理与存储单元负责接收传感器节点发送的数据，并对数据进行处理和存储。
可以采用云平台或本地服务器进行数据的处理和存储。
4. 控制模块：控制模块根据环境温湿度数据进行控制策略的制定，并向执行器发送控制指令。
控制模块应具备高效、稳定和可靠的控制能力。
5. 用户界面：用户界面提供给用户操作和监测系统的接口，用户可以通过手机APP、网页或物理面板等方式与系统进行交互。
三、传感器技术环境温湿度监测与控制系统的传感器技术是实现系统功能的关键。
目前常用的传感器技术包括温湿度传感器和气压传感器。
智能家居中的智能环境温湿度监测控制系统研究
智能家居中的智能环境温湿度监测控制系统研究智能家居是基于互联网技术和智能设备的一种智能化居家环境。
智能家居设备图像化、交互化、智能化、个性化的特点，让我们的生活方式发生了革命性的变化。
智能家居设备已经成为21世纪最具前景的产业之一。
目前，智能家居设备涉及了家庭安防、家庭娱乐、环境监测、智能家电、智能化生活用品等多个领域，其中环境监测是智能家居的重要功能之一。
本文将介绍智能家居中的智能环境温湿度监测控制系统研究。
一、智能家居中环境监测的重要性智能家居，就是通过物联网技术将家庭中的所有设备连接在一起，实现家庭智能化。
而环境监测则是智能家居中的重要功能之一。
商家、企业和消费者通过智能家居设备可以实时了解家庭的温度、湿度、空气质量等，实现对家庭环境的控制。
智能家居的环境监测可以给消费者提供一个智能、舒适、省心、环保、健康的生活方式。
二、智能家居中的智能环境温湿度监测控制系统1. 系统结构智能家居中的智能环境温湿度监测控制系统是由传感器、数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块、用户交互模块五个部分组成的。
传感器负责采集温湿度信息，数据采集模块将传感器采集的温湿度数据传输到数据传输模块，数据传输模块将数据传输到数据处理模块进行数据处理，处理好后将数据通过用户交互模块反馈给用户。
2. 系统工作原理智能环境温湿度监测控制系统工作原理主要有两种方式，一种是主动传输，另一种是被动传输。
被动传输是指当传感器感应到室内温度或湿度发生变化时，会自动触发数据采集模块采集数据，并进行传输。
而主动传输是指用户可以通过智能家居APP对家庭温湿度进行监测控制，APP可以实时地向数据采集模块请求数据，实现对家庭温湿度的监测和控制。
3. 系统功能智能环境温湿度监测控制系统主要有以下几个功能：（1）实时温湿度监测智能环境温湿度监测控制系统可以实时监测家庭的温度和湿度。
实时监测可以帮助用户了解家庭环境的状态，做到心中有数。
（2）数据趋势分析智能环境温湿度监测控制系统可以对家庭温湿度的数据进行趋势分析，从而让用户更加清晰地了解家庭温湿度的变化趋势。
温湿度远程智能化监测系统设计与研究
2.6.1 开发语言的选择 之所以选择 C 语言进行编程，是因为 C 语言有
其自身的优势。C 语言操作符非常强大，可以完成 各种某些高级语言都无法实现的复杂操作。而且 C 语言既拥有高级语言的基本结构和语句，也拥有低 级语言的实用性，可以像汇编语言一样访问和操作 物理地址和硬件、读写位和字节[6]。C 语言兼容、 应用广泛，可以使得设计系统软件更加方便。 2.6.2 编译过程及模拟仿真
பைடு நூலகம்
2021 年
福建电脑
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积大、气候干燥缺水、管理监控人员测试温湿度数 据任务繁重等问题，本文选择应用 DHT11 温湿度 传感器。
DHT11 温湿度传感器包括已校准的数字信号 输出的温湿度复合传感器[4]。另外，采用专用的数 字模块采集技术和所需的温湿度传感技术，可确保 它的可靠性和稳定性[5]。其结构如图 2 所示。
图 5 Proteus 仿真图
（1）SIM900A 通信：UART 串口传输和标准
图 4 SIM900A 功能图
2.5 算术平均值滤波算法 为了确保收集到的温湿度数据的准确性与稳
定性,对温度数据采取复合数字滤波算法技术,以
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孙姗姗等：温湿度远程智能化监测系统设计与研究
第7期
便减少外界干扰。算术平均值滤波算法是本系统处 理数据的关键所在。本系统将有效的数据进行算术 平均，从而提高数据的质量。
模拟仿真只是对本地温湿度数据的采集和显 示，没有数据的发送和接收。由于时间的限制和其 他因素的影响，现阶段仅对本地温湿度数据的采集 和显示进行了简单模拟。下一步将进行温湿度远程 监测系统的模拟。
3 总结
本系统通过 DHT11 温湿度传感器和 AT89C51 单片机实现远程智能温湿度控制。并且运用复合滤 波算法及时处理传感器传过来的数据，具有较强的 可靠性与稳定性。温湿度监测对树木生长和森林火 灾预警等具有重要作用。针对森林面积广、林业的 人员工作任务量大、难以得到准确且实时数据等难 题，本系统的设计减轻了林业人员的工作量，同时 可以监控和预防森林火灾的发。同时还可运用于大 棚温室的检测、室内温湿度检测等。但本系统也具 有一定缺陷：只可应用于小规模的检测工作。且仿 真模拟只是针对性的测量了本地数据，还没有数据 的发送与接受。但是通过本次设计，能够对单片机 有更深入的了解，经历了从构思设计到绘图编译， 再到仿真设计，从一开始的不了解到团队之间共同 探讨和解决问题的转变。经过几个月的认真学习和 不断摸索与讨论，逐渐掌握了单片机的基本原理， 加深了对 AT89C51 和引脚功能的了解，对编程思想 的领悟也有了进一步的提高，基本完成温湿度智能 检测系统的功能。
基于物联网的XXX行业设备监测系统设计研究
基于物联网的XXX行业设备监测系统设计研究随着物联网技术的不断发展和普及，物联网应用在许多行业中已经成为一种趋势，其中之一就是设备监测。
设备监测系统的作用是通过传感器和数据采集设备实时采集设备运行状态的数据，将数据传送至云平台进行分析处理，通过成熟的算法分析数据得到异常情况，从而提前预警并及时处理设备故障，避免设备停机对企业带来的损失。
本文将通过概述物联网和设备监测技术、设备监测系统架构、数据分析算法以及系统开发流程等几个方面进行详细的阐述，希望能为基于物联网的设备监测系统提供一定的借鉴意义。
一、物联网和设备监测技术物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过无线传感器技术等手段，将传感器感知到的物理世界信息通过互联网络进行互联、互通、互操作等方式连接到云计算平台，实现设备之间的互相感知、互相交互以及互相协作的一种网络。
设备监测技术是基于物联网技术的一种应用，是通过传感器实时采集设备的运行状态及相关数据，从而实现对设备运行状态进行实时监控、分析和故障预警。
设备监测技术具有以下特点：1. 可远程监控基于物联网技术的设备监测系统可以远程实时监测设备的运行状态，不限时间、地点和场景，极大地提高了监测的效率和实时性。
2. 实时监测设备运行状态基于设备监测系统，可以通过传感器实时采集设备的运行状态及相关数据，对设备运行状态进行分析和预测，实现实时监测设备的运行状态。
3. 实现设备智能化基于物联网技术的设备监测系统可以实现对数据的分析和处理，通过算法将数据转化为可视化的数据图表，为后期的设备维护和管理提供参考依据，同时实现设备智能化。
二、设备监测系统架构设备监测系统通常分为两层：数据采集层和数据处理层。
数据采集层负责采集设备运行状态数据和相关信息，将数据传输至数据处理层，数据处理层通过相应的算法对数据进行分析处理，判断是否存在异常情况，如有异常情况则通过预警机制通知相关部门及时处理。
在数据处理过程中，还需要考虑数据的安全性、稳定性和及时性。
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浙江科技学院学报，第２５卷第３期，２０１３年６月Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ．２５Ｎｏ．３，Ｊｕｎ．２０１３ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－８７９８．２０１３．０３．００８基于物联网技术的设备温湿度远程监测系统研究张震宇，王洁伟，华群辉（浙江科技学院自动化与电气工程学院，杭州３１００２３）摘 要：针对目前大部分工厂的生产设备缺乏有效的计算机监测系统这一现状，研究了一种基于物联网技术的远程监测系统。
它以ＡＲＭ处理器为核心，以无线射频数据传输为手段，应用计算机管理软件和网络技术，将整个系统构成一个物联网，实现了对设备的全自动化温湿度远程监测。
同时介绍了该系统的基本工作原理，描述了系统的整体硬件构成，分析了模块化软件设计要点，归纳了该系统的特点。
该系统是物联网技术在工业上的一个典型应用案例，可在相关行业中推广应用。
关键词：物联网；远程监测；无线通信；ＡＲＭ；温湿度传感器中图分类号：ＴＮ９１９．７２；ＴＰ２１２．９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１－８７９８（２０１３）０３－０１９４－０６Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｒｅｍｏｔｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙｆｏｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＩＯＴ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＺＨＡＮＧ Ｚｈｅｎｙｕ，ＷＡＮＧ Ｊｉｅｗｅｉ，ＨＵＡ Ｑｕｎｈｕｉ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００２３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ，ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｙ ａｒｅ ｌａｃｋ ｏｆ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ａ ｒｅｍｏｔｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ｂａｓｉｎｇ ｏｎｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ（ＩＯＴ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｔａｋｅｓ ＡＲＭ ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ，ａｎｄ ｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓ ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｓ ｔｈｅ ｍｅａｎｓ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ．Ｔｈｕｓ，ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｉｎｔｏ ａｎ ＩＯＴ，ａｎｄ ｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｍｏｔｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｍｐｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｉｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｔｈｅｂａｓｉｃ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｈａｒｄｗａｒｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎｄｔｈｅ ｍｏｄｕｌａｒ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａ ｔｙｐｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃａｓｅ ｏｆ ＩＯＴ ｉｎ ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｍｏｔｉｏｎｓ ｃａｎ ｂｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ；ｒｅｍｏｔｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ＡＲＭ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙ ｓｅｎｓｏｒ收稿日期：２０１３－０３－０１基金项目：浙江科技学院自制实验仪器设备项目（ＺＺＳＢ２０１２０６）作者简介：张震宇（１９７６— ），男，浙江省兰溪人，副教授，硕士，主要从事电子技术、无线通信技术等研究和应用。
目前，中国大多数中小型企业的生产设备以“单机”方式运行，即每台设备各自独立工作，不和因特网连接，其工况主要依靠人工监测。
以塑料加工厂为例，其主要设备是注塑机，在生产作业过程中，注塑机的相关物理参数会发生变化，可能导致出现大量次品。
为防止这种情况发生，需安排专人监测注塑机的工况参数，在中国劳动力成本不断上升、信息技术迅猛发展的今天，这样做不仅浪费人力、物力，也不符合科技发展的潮流。
因此，利用自动化、信息化技术对这些生产设备进行监测，已刻不容缓，势在必行。
现有的工厂设备监控以采用有线方式为主，通过将设备节点、中继器及监控中心组成ＲＳ４８５、ＣＡＮ等控制网络，设备节点被纳入控制管理系统。
这样大大提高了监控效率，同时节省了人力成本，但有线方式最大的缺点是其布线过程繁琐，施工难度取决于具体场地情况。
物联网的概念最早是由麻省理工学院（ＭＩＴ）于１９９９年提出的，其最初的设想是为商品供应链中使用ＲＦＩＤ或ＥＰＣ的公司进行信息化操作和管理，随着物联网应用领域的不断扩大，物联网的概念也开始得到很大的拓展。
目前普遍较为认可的物联网定义是：通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络［１］。
因其“物物相联”的特点，物联网一经出现便在全球得到了广泛的应用，典型的有物流、监控、智能家居、交通等行业。
笔者从物联网的基本概念出发，通过应用近距离无线通信技术，研究了一种设备远程监测系统，适用于制造业工厂车间。
该系统架构简洁、配置灵活、功能完善，有较高的性价比，是物联网技术在工业上推广应用的一个典型案例。
１ 系统硬件构成按结构层次，整个系统自下而上可分为现场数据采集节点、中心节点和计算机三部分。
每个采集节点由温湿度传感器、主控模块和无线通信模块组成，中心节点由主控模块和无线通信模块组成，计算机则是整个系统的管理中枢。
该系统的整体硬件构成如图１所示。
图１ 系统整体硬件构成示意图Ｆｉｇ．１ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｏｖｅｒａｌｌ ｈａｒｄｗａｒｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｙｓｔｅｍ５９１第３期张震宇，等：基于物联网技术的设备温湿度远程监测系统研究１．１ 现场数据采集节点现场数据采集节点是本系统的最底层，置于车间现场，每台设备一般配备１个采集节点。
其主要作用是通过和中心节点进行双向无线通信，根据中心节点发出的功能指令，采集设备上待监测的相关物理参数，并发送至中心节点。
该节点主要由温湿度传感器ＡＭ２３０１、Ｓｉ４４３２无线射频电路和ＰＩＣ１６Ｆ６９０单片机等构成。
ＡＭ２３０１是一款单总线式的一体化温湿度传感器［２］，其温度测量范围为－４０～８０℃，分辨率为０．１℃（１６ｂｉｔ），相对湿度分辨率为０．１％ＲＨ（１６ｂｉｔ），典型工作电压为５Ｖ，适合作为车间设备温湿度监测之用。
Ｓｉ４４３２无线射频电路是Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｌａｂｓ公司推出的一款高集成度、低功耗和多频段的ＥＺＲａ－ｄｉｏＰｒｏ系统无线通信芯片［３］，是一个ＣＭＯＳ射频集成电路，包含了所有ＩＳＭ频段应用所需的发射和接收功能，可工作在３１５／４３３／８６８／９１５ＭＨｚ的４个频段，其典型工作电压为３．３Ｖ。
Ｓｉ４４３２外围电路设计非常简洁，只需１个晶振，再加上几个电容和电感即可。
射频前端采用了分集式开关电路ＳＫＹ１３２６７，以实现无线发送和接收的自动切换。
ＰＩＣ１６Ｆ６９０单片机是Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司推出的一款ＲＩＳＣ型工业级８位ＭＣＵ，其抗干扰能力强、功耗低，内部资源丰富［４］，配置了外部中断、定时器、看门狗等常用功能模块，非常适合用于工业控制，其典型工作电压为３．３Ｖ。
采集节点电路原理见图２，其中有２个等级的电压，一路是５Ｖ电源适配器直接输出，供给传感器；另一路是５Ｖ电压经ＡＭＳ１１１７降压后得到３．３Ｖ，供给无线射频电路和单片机。
图２ 采集节点电路原理图Ｆｉｇ．２ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｔｉｏｎ ｎｏｄｅ１．２ 中心节点中心节点处于本系统的中间层，是联系采集节点和管理计算机的桥梁。
该节点一方面和多个采集节点进行一对多无线通信，进行指令和数据的交互；另一方面和管理计算机通过ＵＳＢ２．０方式进行通信，接收来自计算机的命令，并将来自现场的设备工况数据传输至计算机，由计算机软件对这些数据进行相关处理。
该节点主要由Ｓｉ４４３２无线射频电路和ＡＲＭ处理器等构成，ＡＲＭ处理器选用了ＳＴ公司的６９１浙江科技学院学报第２５卷ＳＴＭ３２Ｆ１０７ＶＣＴ６，这是一款基于ＡＲＭ－Ｃｏｒｅｔｅｘ Ｍ３内核的３２位ＲＩＳＣ型高性能微处理器［５］，具有２５６ｋＢ的Ｆｌａｓｈ程序存储空间和６４ｋＢ的ＲＡＭ数据存储空间，ＧＰＩＯ资源丰富，各种功能接口齐全，包括ＵＳＢ、ＲＪ４５网络接口、ＳＰＩ、Ｉ２Ｃ、ＣＡＮＢＵＳ、ＵＳＡＲＴ等。
中心节点的电路原理见图３，采用３．３Ｖ供电。
图３ 中心节点电路原理图Ｆｉｇ．３ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ｃｅｎｔｅｒ ｎｏｄｅ１．３ 计算机计算机处于本系统的最高层，是整个系统的管理中枢。
计算机既是本地管理计算机，又是网络服务器。
在计算机上设计有管理软件，具有菜单条、命令按钮、监控画面等，温湿度实时监测数据可显示在参数曲线上。
同时，在后台设计有ＳＱＬ数据库，设备的温湿度历史数据、是否发生参数超限报警、事件发生时间等所有重要信息都可存储在该数据库中，以备查询。
当工作人员不在现场时，可通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ在异地实现远程监测［６］。
该计算机和中心节点通过ＵＳＢ２．０方式进行通信，计算机通过管理软件发指令给中心节点，在获取来自现场数据采集节点的相关数据后进行相关处理。
２ 系统软件设计系统软件按功能自下而上分为３个部分：采集节点软件，中心节点软件和上位机管理软件。
其中，采集图４ 现场数据采集节点工作流程图Ｆｉｇ．４ Ｆｌｏｗｃｈａｒｔ ｏｆ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｂｙ ｆｉｅｌｄ ｎｏｄｅ节点软件和中心节点软件采用Ｃ语言编写，上位机管理监测软件采用Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ语言编写，均应用了函数化代码风格，以方便后续维护和升级。