本文關鍵詞：基于Arduino的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集器設計與實現(xiàn)

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【摘要】：隨著信息化時代的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術扮演著越來越重要的角色。物聯(lián)網(wǎng)是一種新興的網(wǎng)絡技術,是當今信息化時代的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)相關的主要技術包括信息采集、信息傳輸和信息處理這三方面的技術,其中信息采集是物聯(lián)網(wǎng)的基礎,是整個物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的基本前提。物聯(lián)網(wǎng)采集器是對需要的數(shù)據(jù)進行實時采集,實時存儲,自動處理并自動發(fā)送的設備,傳統(tǒng)的采集器有通用性差,成本較高,使用場景單一等缺陷,因此本文設計實現(xiàn)了一個新型的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集器,具備可以在不同使用場景方便自如的調(diào)整傳感器的搭配,在無法提供持續(xù)電源的工作場景中能長時間運行以及成本較低等優(yōu)勢。本文選用新穎的Arduino開發(fā)平臺,利用Arduino開發(fā)平臺的擴展性強、開發(fā)方便以及成本較低等優(yōu)勢完成物聯(lián)網(wǎng)采集器的設計與實現(xiàn)。論文首先對物聯(lián)網(wǎng)采集器的需求進行分析,根據(jù)分析的結(jié)果完成對物聯(lián)網(wǎng)采集器的整體設計,并確定了采集器需要采集的數(shù)據(jù)類型和技術指標。然后分別對物聯(lián)網(wǎng)采集器的軟硬件進行了系統(tǒng)設計。硬件設計包括處理核心模塊、傳感器模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊以及電源模塊;軟件系統(tǒng)設計包括傳感器的軟件、采集器初始化、數(shù)據(jù)采集與處理以及數(shù)據(jù)輸出。并通過使用Arduino最小系統(tǒng)、繼電器開關以及Arduino休眠功能降低采集器系統(tǒng)功耗。最后通過對物聯(lián)網(wǎng)采集器系統(tǒng)的采集功能和功耗進行測試,測試結(jié)果表明,物聯(lián)網(wǎng)采集器實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和輸出的基本功能、實現(xiàn)了靈活性并降低了功耗,達到了設計目標。
【關鍵詞】：Arduino 物聯(lián)網(wǎng)采集器 傳感器 功耗
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP274.2;TP391.44;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究背景9-11
• 1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術9-10
• 1.1.2 傳感器技術10-11
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集器的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 開發(fā)平臺分析13-14
• 1.3.1 FPGA平臺13
• 1.3.2 Arduino平臺13
• 1.3.3 開發(fā)平臺對比13-14
• 1.4 本文研究的內(nèi)容與組織結(jié)構14-17
• 1.4.1 本文研究的內(nèi)容14
• 1.4.2 本文的組織結(jié)構14-17
• 第2章 物聯(lián)網(wǎng)采集器的相關技術17-29
• 2.1 Arduino平臺概述17-22
• 2.1.1 Arduino簡介17
• 2.1.2 Arduino的優(yōu)勢17-18
• 2.1.3 Arduino平臺硬件18-20
• 2.1.4 Arduino開發(fā)環(huán)境20-22
• 2.1.5 Arduino應用舉例22
• 2.2 Arduino庫文件與相關技術22-26
• 2.2.1 Arduino的庫文件分析22-23
• 2.2.2 庫文件的使用方法23-24
• 2.2.3 本文應用的相關技術及庫文件24-26
• 2.3 物聯(lián)網(wǎng)采集器功耗技術研究26-27
• 2.3.1 采集器硬件系統(tǒng)的功耗研究26-27
• 2.3.2 采集器軟件系統(tǒng)的功耗研究27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第3章 物聯(lián)網(wǎng)采集器的系統(tǒng)分析與總體設計29-37
• 3.1 物聯(lián)網(wǎng)采集器需求分析29-31
• 3.1.1 物聯(lián)網(wǎng)采集器的基本功能分析29-30
• 3.1.2 物聯(lián)網(wǎng)采集器的特性分析30-31
• 3.1.3 物聯(lián)網(wǎng)采集器的整體需求31
• 3.2 物聯(lián)網(wǎng)采集器的總體設計31-35
• 3.2.1 物聯(lián)網(wǎng)采集器系統(tǒng)設計31-32
• 3.2.2 采集器采集數(shù)據(jù)類型分析32-34
• 3.2.3 物聯(lián)網(wǎng)采集器的技術指標34-35
• 3.3 本章小結(jié)35-37
• 第4章 物聯(lián)網(wǎng)采集器的硬件設計37-55
• 4.1 采集器的硬件整體設計37
• 4.2 采集器的控制器選擇37-39
• 4.3 傳感器選擇與連接電路設計39-47
• 4.3.1 溫濕度傳感器39-40
• 4.3.2 大氣壓強傳感器40-41
• 4.3.3 光照強度傳感器41-43
• 4.3.4 時間傳感器43-44
• 4.3.5 可燃氣體濃度傳感器44-45
• 4.3.6 土壤濕度傳感器45-46
• 4.3.7 雨量傳感器46-47
• 4.4 數(shù)據(jù)輸出模塊47-49
• 4.4.1 串口發(fā)送47-48
• 4.4.2 SD卡存儲48-49
• 4.5 供電設計49
• 4.6 功耗控制49-53
• 4.6.1 傳感器的功耗控制50-51
• 4.6.2 Arduino開發(fā)板的功耗控制51-53
• 4.7 本章小結(jié)53-55
• 第5章 物聯(lián)網(wǎng)采集器的軟件設計與實現(xiàn)55-69
• 5.1 傳感器的軟件設計與實現(xiàn)55-60
• 5.1.1 溫濕度傳感器55-56
• 5.1.2 大氣壓強傳感器56-58
• 5.1.3 光照強度傳感器58-59
• 5.1.4 時間傳感器59-60
• 5.1.5 可燃氣體濃度傳感器60
• 5.1.6 土壤濕度傳感器60
• 5.1.7 雨量傳感器60
• 5.2 采集器初始化的軟件設計與實現(xiàn)60-62
• 5.3 采集器采集過程的軟件設計與實現(xiàn)62-63
• 5.4 采集器的數(shù)據(jù)輸出軟件設計與實現(xiàn)63-65
• 5.4.1 串口發(fā)送64
• 5.4.2 SD卡存儲64-65
• 5.5 功耗控制65-67
• 5.6 本章小結(jié)67-69
• 第6章 物聯(lián)網(wǎng)采集器測試69-77
• 6.1 物聯(lián)網(wǎng)采集器的基本功能測試69-72
• 6.1.1 有線串口方式69-70
• 6.1.2 無線串口方式70-71
• 6.1.3 SD卡存儲71-72
• 6.2 物聯(lián)網(wǎng)采集器初始化測試72-73
• 6.3 物聯(lián)網(wǎng)采集器功耗測試73-75
• 6.4 本章小結(jié)75-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻79-83
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果83-85
• 致謝85

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 秦茜;;物聯(lián)網(wǎng)驟成產(chǎn)業(yè)巨浪 各方大肆追捧恐為時尚早[J];IT時代周刊;2009年Z2期

2 石菲;;物聯(lián)網(wǎng)還有多遠[J];中國計算機用戶;2009年Z2期

3 馬繼華;韓文哲;;物聯(lián)網(wǎng)的未來會變成“空中樓閣”嗎?[J];信息網(wǎng)絡;2009年10期

4 ;物聯(lián)網(wǎng)系列報道之一 理性物聯(lián)網(wǎng)[J];通信世界;2009年40期

5 李鵬;;物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展 標準與應用先行[J];通信世界;2009年40期

6 李鵬;趙經(jīng)緯;;北郵謝東亮 物聯(lián)網(wǎng)需兩顆紅心一種準備[J];通信世界;2009年40期

7 周雙陽;;尋找物聯(lián)網(wǎng)的制高點[J];通信世界;2009年41期

8 張鵬;;物聯(lián)網(wǎng),十年涅i，

本文編號：1095013