全国大学生物联网设计竞赛(IT)

1、 全国大学生物联网设计竞赛（IT杯） 设 计 方 案 学校：内蒙古科技大学 参赛队伍： 队员： 指导老师：王永平 1 摘要 物联网的概念是在1999年提出的。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议就提出，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。 2003年，美国技术评论提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。 2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了ITU互联网报告2005：物联网，正式提出了“物联网”的概念。报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过

2、因特网主动进行交换。射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用。 根据ITU的描述，在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。 2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。 2009年2月24日消息，IBM大中华区首席执行官钱大群在2009IBM论坛上公布了名为“智慧

3、的地球”的最新策略。 此概念一经提出，即得到美国各界的高度关注，甚至有分析认为IBM公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略，并在世界范围内引起轰动。IBM认为，IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网。 针对中国经济的状况，钱大群表示，中国的基础设施建设空间广阔，而且中国政府正在以巨大的控制能力、实施决心、和配套资金对必要的基础设施进行大规模建设，“智慧的地球”这一战略将会产生更大的价值。关键字：并行处理，可视化，MFC，ZIGBEE

4、定位系统，III目录摘要II第一章 引言11.1物联网的背景及应用前景11.2 市场需求分析11.3 可行性分析2第二章 系统设计思路2.1 作品整体概述32.2 具体方案选择与构图3 2.3传感器选择3第三章 系统具体设计73.1系统具体设计方案8第四章 系统软件设计9 4.1系统软件整体设计10 4.2软件运行结果13第五章 智能贵重物品运输箱主要技术参数说明13第六章 方案总结14131第1章 引言1.1 物联网背景及应用前景 据悉，物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节，每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。EPOSS在Inte

5、rnet of Things in 2020报告中分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段，2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域，20102015年物体互联，20152020年物体进入半智能化，2020年之后物体进入全智能化。 物联网前景非常广阔，它将极大地改变我们目前的生活方式。在这个物物相联的世界中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。物联网利用射频自动识别（RFID）技术，通过计算机互联网实现物品（商品）的自动识别和信息的互联与共享。可以说，物联网描绘的是充满智能化的世界。在物联网的世界里，物物相连、天罗地网。 1.2 市场需求分析 现代信息技术的发展为现

6、代物流提供了强有力的信息支持。物流企业可以充分利用互联网和电子数据交换平台等信息技术，为社会提供多功能、多方位的物流服务。随着科技的不断进步，贵重物品的运输也显得尤为重要，像目前一些已经应用于市场的集装箱车跟踪系统等，而我们的智能物流运输箱在实时检控的同时，更加全方位的保护和运输贵重物品。1.3 可行性分析 由于在物流运输过程中存在很多外界的因素影响物品的性能和品质，比如活菌疫苗等不稳定性药品，以及易燃、易爆、有毒、有害、强腐蚀的危险化学品等，若有一个这样的智能运输箱无疑使一种最安全的选择。所以在有针对性，特殊保护方向，可行性非常强。 第二章 系统设计思路与方案选择2.1作品整体概述 该智能贵

7、重物品（药品）运输箱基于客户端/服务器模式。通过蓝牙，wifi，互联网通讯等。客户端分为客户端1和客户端2。（1） 客户端1为采集数据端。通过物联网与药品运输工具上单片机通讯，采集必要数据。并将其上传给服务器。并且能够对单片机进行控制。（2） 客户端2通过互联网登录服务器，得到实时数据。客户可以通过手机或电脑终端登录。（3）服务器的功能为：接收数据，并允许客户端2登录访问数据。对登录用户管理，储存历史数据，为客服端提供历史数据查询服务。本软件系统在必要时，提供视频服务。 2.2具体方案选择与构图（1）ZEGBEE定位（2） 主控芯片（3） 蓝牙通信（4） 无线串口（5） 上位机服务器（6）下位

8、机传感器2.3传感器选择1、 WIFI摄像头（1）暂定实物图： （2）预计实现功能：该摄像头支持动态和静态图像捕捉，支持video影像录制，利用该摄像头进行运输箱内全方位无死角监控，以方便实时了解箱内的物品（药品）的位置信息。2、 温湿度传感器（1）暂定实物图:（2）电路原理图：（3）预计实现功能 对运输箱内物品（药品）的温度情况实时的监控，防止其在运输过程中受外界温度的影响，若传回的温度参数不在该物品的允许范围内，我们将会进行温度的远程调控。也作为一项参数与主机进行实时信息交互，完成对运输箱的监控。3、压力传感器（1）暂定实物图（压阻式）（2）电路原理图：（3）预计实现功能：对运输箱内物品（

9、药品）的压力情况实时的监控，防止其在运输过程中受到外力的挤压，也作为一项参数与主机进行实时信息交互，完成对运输箱的监控。4、 气味传感器（1）暂定实物图 TGS2600 气味敏感传感器 （2）电路原理图 TGS2600 气味敏感传感器电路原理图 （3） 预计实现功能对运输箱内带气味物品（药品）的气味进行实时监控，防止其在运输过程中受外界作用力的影响产生泄露，也作为一项参数与主机进行实时信息交互，完成对运输箱的监控。5、 平衡传感器（1）暂定实物图：(2) 电路原理图：(3) 预计实现功能：6、 液位传感（1）暂定实物图： LLC200D3SH光电液位传感器(2) 电路原理图： LLC200D3

10、SH光电液位传感器电路图(4) 预计实现功能： 对运输箱内液体物品（药品）的液面进行实时监控，防止其在运输过程中产生泄露，也作为一项参数与主机进行实时信息交互，完成对运输箱的监控。第三章 系统设计3.1. 系统整体结构（1）开发环境与工具介绍软件开发环境：Microsoft Visual Studio 2013软件开发语言/工具：c+/MFC数据库：SQL Server 2008开发环境运行平台：Windows 8MFC(微软基础类库)介绍MFC(Microsoft Foundation Classes)，是微软公司提供的一个类库（class libraries），以C+类的形式封装了Wind

11、ows的API，并且包含一个应用程序框架，以减少应用程序开发人员的工作量。其中包含的类包含大量Windows句柄封装类和很多Windows的内建控件和组件的封装类。（2）各个模块划分客户端2（登录服务器，获取实时数据） 客服端1（从单片机接收数据，并上传给服务器） 服务器（接收上传数据，为客户端提供实时数据） 图4.1 系统结构框图 第四章 系统软件设计4.1 系统软件整体结构（1） 数据采集与控制 采用串口通信api编程，实现读写数据。主要代码如下：if(hComDev=CreateFile(t,GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,

12、FILE_ATTRIBUTE _NORMAL,NULL) =INVALID_HANDLE_VALUE)/打开 t 串口 return FALSE;SetCommTimeouts(hComDev,&timeouts);/设置超时控制SetupComm(hComDev,20,2);/设置接收缓冲区和输出缓冲区的大小GetCommState(hComDev,&dcb);/获取缺省的DCB结构的值dcb.BaudRate=CBR_9600;/设定波特率为9600 bpsdcb.fParity=NOPARITY;/设定无奇偶校验dcb.ByteSize=8;/设定数据位为8dcb.Sto

13、pBits=ONESTOPBIT;/设定一个停止位SetCommMask(hComDev,EV_ERR|EV_RXCHAR);/监视串口的错误和接收到字符两种事件SetCommState(hComDev,&dcb);/设置串行设备控制参数bOpen=TRUE;/设备已打开hEvent=CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,"WatchEvent"); WaitCommEvent(hComDev, &dwEventMask, NULL); /等待监视的事件发生ReadFile(hComDev,buff,temp,&temp,NULL

14、);（2）联网传输数据采用udp编程，主要代码如下： SOCKET sock=(RECVPARAM*)lpParameter)->sock; HWND hwnd=(RECVPARAM*)lpParameter)->hwnd; delete lpParameter; SOCKADDR_IN addrFrom; int len=sizeof(SOCKADDR); char tempBuf70; int retval; while(TRUE) retval=recvfrom(sock,buff,50,0,(SOCKADDR*)&addrFrom,&len); if(SOC

15、KET_ERROR=retval) break; sprintf_s(tempBuf,"%s 说: %s",inet_ntoa(addrFrom.sin_addr),buff); :PostMessage(hwnd,WM_RECVDATA,0,(LPARAM)tempBuf); addrFrom.sin_port=htons(7800); sendto(sock,buff,sizeof(buff),0, (SOCKADDR*)&addrFrom,sizeof(SOCKADDR); return 0; 等待数据接收与发送数据大部分使用多线程方式。（3）连接服务器用户管

16、理，采用链表数据结构方式，主要代码如下： if( ScanNode(*addrFrom) /链表维护 /sprintf_s(tempBuf,"IP:%s 已连接",inet_ntoa(addrFrom->sin_addr); /:MessageBox(NULL,tempBuf,"已连接",MB_ICONEXCLAMATION); if(Ipnode->next=0) Ipnode->next=new ipnode ; Ipnode->next->next=0; Ipnode->next->a=addrFrom;

17、addrFrom=new SOCKADDR_IN; else ipnode * Tempnode=Ipnode->next; while(Tempnode->next) Tempnode=Tempnode->next; Tempnode->next=new ipnode ; Tempnode->next->next=0; Tempnode->next->a=addrFrom; addrFrom=new SOCKADDR_IN; :PostMessage(h_wnd,WM_IPUPDATE,0,0);4.2 软件运行结果 第五章 智能运输箱主要技术参数说明 项目参数下位机电源直流5V模型运输箱几何尺寸（长、宽、高）（毫米