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基于无线传感器网络的实验管理系统的设计研究

来源:小奈知识网
J 竺苎 I与应用 应用研究 示为温度变化的时间范围。则其结构表示如下:temperature inf0 =3.I系统层次结构设计 该实验管理系统中,主要包括三个层次,分别是数据层、业务层 及表现层。具体结构模型如图1所示。 其中业务层是该系统中的重要组成部分,它主要负责逻辑实现 的功能,它是连接系统中另外两个层次的关键,因此其位于中间层。 系统层中的高、低两层分别为数据层与表现层,其中表现层处于系 统最前段,数据层则位于系统中的最底层。它是系统数据的接入源 头。 3.2数据接收与发送模块的设计 (』,Z1,Z2, )。 3.4系统中数据服务版块的设计实现 在系统中,该模块属于非常关键的业务层的范畴,它主要负责 系统中的核心计算及重要业务的支撑等功能。在本系统中采取的技 术设计主要是Java技术,设计的重点是系统服务类型。在程序初始 化后,服务模块迅速进行两方面处理工作,首先是接受客户请求,其 次是创建具体线路标准。收集其请求后,将其服务类型进行判断,进 而在系统中寻求查询信息,并在传感表格中查询相关的传感信息数 据,并生成XML文件,并根据数据的List结构,将信息反馈给客户端 口。客户根据对警告信息的判断确定其管理流程。 3.5系统中数据显示模块的设计 为了使用户能够在管理客户端观察到清晰的图像显示,需要对 其数据显示进行设计。在该系统中主要采取的是AdobeFlex技术。 该技术对浏览器支持并没有较高的要求,只要能够接触到互联网的 用户,均能够较好地使用该显示方式。在管理系统中,数据显示模块 主要是通过对用户界面的请求显示,将向系统中传送的具体数据反 馈于整个事件的具体广播处理中,进而通过系统前端的控制器监测 与处理,记录出相对应的业务数据,并将结果反馈至客户端,方便管 理者根据数据显示进行远程调控。其显示模块具体的运作程序结构 图如图2所示。 此模块属于最底层数据层的范畴,主要负责系统内部收据的发 送与接收,是实现网络传感与实验管理系统连接的媒介,在本设计 中主要利用网络通信中的套接字函数来完成数据之间的接收与发 送过程,实现各模块之间的有效通信,在服务端主要采取网络通信 协议标准来规定数据传输的速度,确保其能够满足系统数据传输的 需求。同时还需实现客户端与服务端的多对一管理联系。在本实验 管理系统中主要将组成其模块的数据收发模块作为其监查的端口, 实现与端口分布下端子系统模块中的通信管理。 3.3数据管理模块设计 本系统中主要采取由瑞典某公司开发的关系型数据库管理系 统来实现数据的灵活存储,并根据实验管理的需要,设计传感器节 点信息表、节点传送路径表、传感信息表等三种表格。 (1)传感器节点信息设计 传感器节点的信息主要包括其具体节点的详细信息,其信号发 送状态及相关地址信息等,主要信息结构包括节点类型、地址、状 态、入网时间。在系统中以I表示节点的地址,定义X1为节点的具体 类型,X2为传感节点的互联网协议地址,以X3表示为根节点,以X4 表示当前节点的状态,则以T表示网络连通的时间。则其详细结构 4结语 综上所述,本文简单描述了基于无线传感器网络的实验管理系 统设计研究,该管理系统所构成的模块具体包括数据接收与发送模 块、数据管理模块、数据服务版块及数据显示模块,其主要工作原理 是基于web的无线网络技术,通过系统中的传感节点反馈实时环境 中信息的感应变化,并将信息数据传送至客户端,让管理者进行处 表示如下:addr infO=(,,X1,X2,X3,X4, )。 理。此种实验管理系统的设计不仅节约了其建设成本,同时能够实 (2)节点传送路径表设计 极大提高了管理的效率,值得更进一步地研究与推广。 节点传送路径表是明确该网络TP结构的关键点,它包含了 现远程管理,该无线传感器网络的TP路由信息,是表达传感路径的主要信息表 参考文献 格。它决定了系统中存储节点的步骤。它的每一频率跳动,假设其 [1]杨媛媛,刘瑞霞。赵雪.基于无线传感器网络的展馆定位与管理系 存储节点的频率跳动次数为I2,将其最大值定义为MAXn,同样将 统的设计与实现[J].山东科学,201 1(06). I定义为系统中节点的ID,将YO定义为传感节点的互联网协议地 [2]赖征田,刘金长,杨成月,等.基于无线传感器网络的电网现场作业 址,将Yn表示为存储节点的下一次跳动/1的节点地址,其中n=O, 管理系统的设计与应用[J].电力信息化,20l0(05). l,2等 T同时也定义为节点传送更新的时间。则可以将其结构表 [3]夏璐,王学昌.基于B/S结构的实验示范中心开放性实验管理系 示如下:routeinf O=( , , )。 统设计刍议[J].广西民族大学学报:自然科学版,201 2(02). (3)传感信息表设计 [4]凌锋.基于LabVIEW的网络化虚拟仪器实验与教学管理系统的设 系统中的传感信息表,则主要是担任收集其管理区域中的相关 计[J].丽水学院学报,2009(02). 感应信息的活动,它不仅包括光照强度的信息、干湿度的反映,同样 [5]王洋,康盛.基于Dreamweaver及ASP技术的测控实验管理系统的 也囊括反馈温度的信息表格。同时也可以根据实验管理的要求设置 设计[J].仪表技术,201 0(03). 其他对应的表格。将I表示为节点的地址,将z1表示为传感节点的互 联网协议地址,将z2表示为反映温度变化情况的信息,同样将T表 —3软件系统的设计 系统较好的实现了在锅炉运行过程中对火焰离子电流实时精确采 记录和特征参数的提取与显示等功能。实验表明该系统具有实 送到4~20mA转换输出电路和LED逐级显示电路进行处理显示,得 集、到的4~20mA电流转换成1~5V电压信号送入插在计算机的数据 时眭强、稳定心高、操作简单等优点,是深入探讨离子电流特性及应 采集卡上,进行上位机实时显示处理。 用的很好平台。若软件功能进一步完善,该系统可拓展到燃气锅炉 燃烧过程的实时检测系统,满足燃气锅炉燃烧检测的需要。 ……上接第67页 系统开发基于虚拟仪器设计,以图形化编程语言LabVIEW8.6 作为开发工具。软件系统功能有:离子电流数据实时采集显示和存 储功能等。 数据采集程序控制硬件采集过程,设计数据采集卡的时钟为外 部时钟等。设定采样点数和采集通道等。采集得到的数据通过采集 卡传送给显示程序,用户界面可以设置数据采集文件存储位置,进 行连续采集可以实时观察离子电流信号,同时存储程序能将采集到 的实时信号存储到本地硬盘中。 用户界面如图3所示。 参考文献 [1]王海珍.关于燃气锅炉、空调及车用天然气的几点探讨[J].中 小企业管理与科技,2009 [2]李振庆,赵斌等.燃气锅炉炉膛爆炸事故分析[J].节能技术。201 1, 9:66—69. [3]徐学基,诸定昌.气体放电物理[M].上海:复旦大学出版社,1996. [4]Masaki Kanehiro。Yuichi Shimasaki,et a1.Spark Plug Voltage Analysis for Monitoring Combustion in an Inerna]Combustion 4结论 本文研究的基于虚拟仪器技术的锅炉火焰检测离子电流采集 Engine[C].SAE Paper。930461 [5]Morito Asano,Tetsuo Kuma,et a1.Development of New Ion Cur- rent Combustion Control System[C].SAE Pape ̄9801 62. 

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