【正文】 第 1 頁 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 學(xué) 年 論 文 題 目： 檔案庫房環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng) 學(xué) 院： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 班 級： 物聯(lián)網(wǎng)工程一班 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 第 2 頁 摘 國內(nèi)高校檔案庫房環(huán)境監(jiān)測，安全管理等問題，提出了利用溫濕度傳感技術(shù)解決這一問題。 突出了檔案庫房安全保護(hù)的 “ 三防 ” （即防高溫、防潮濕、防火 ） 要求 。 通過使用低成本溫濕度傳感設(shè)備實(shí)現(xiàn)檔案庫房溫濕度的穩(wěn)定監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和長期記錄。本系統(tǒng)能夠?qū)⒉杉降男畔⑺腿牒笈_管理中心，由管理人員進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)庫房溫濕度采集、記錄、分析等的管理。當(dāng)溫濕度超過警戒線時候能夠發(fā)送報(bào)警信號，方便管理人員及時進(jìn)行溫濕度調(diào)控，使之與檔案所需存放環(huán)境相適應(yīng)。從而總體實(shí)現(xiàn)了檔案庫存的安全性管理。 關(guān)鍵詞 ： 溫濕度采集，傳感技術(shù)，數(shù)據(jù)存儲 第 3 頁 Abstract: According to domestic colleges and universities for the current records storage environment monitoring, security management and other issues, we proposed the use of temperature and humidity sensor technology to solve this problem. It highlights the three records storage security protection( antihigh temperature, moisture, fire) requirements. By using lowcost equipment to achieve a stable temperature and humidity sensors measuring temperature and humidity records storage, it can achieve longterm acquisition and recording of data. The system is able to collect the information into the background management center for environmental monitoring by management, so as to realize the treasures of temperature and humidity monitoring, recording, analysis and the like. When the temperature and humidity than the warning line ,the system can send alarm signals to facilitate the management of temperature and humidity regulation in a timely manner, and it is convenient for administrators to make the store environment to adapt to the desired file. Thereby it achieves an overall security archives inventory management. Keywords: Temperature and humidity collection, sensor technology, data storage 第 4 頁 前言 檔案保存的質(zhì)量、檔案的物理壽命、檔案的防蟲防霉都與庫房的溫濕度息息相關(guān) ,一旦檔案庫房的溫濕度失控 ,檔案保護(hù)就成問題了，及時有效的調(diào)節(jié)與控制檔案庫房的溫濕度，是保護(hù)并延長檔案 壽命的關(guān)鍵，需要特別的重視 檔案庫房內(nèi)溫濕度環(huán)境 。 傳統(tǒng)監(jiān)測手段，基本以人工巡檢為主。 本系統(tǒng)的研究方案是通過軟件來控制硬件實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)信息的交互。溫濕度傳感器起到檔案庫中檔案的存儲安全性檢測的作用，能夠?qū)?dāng)前環(huán)境下溫濕度信息采集并發(fā)送，在最短的時間向用戶反映，方便管理人員實(shí)時監(jiān)測管理。 1 系統(tǒng)簡介 檔案庫房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)是基于溫濕度傳感器實(shí)現(xiàn)來管理的，這種管理更趨于智能化，減少了人工的實(shí)地勘察。溫濕度傳感技術(shù)是用來監(jiān)測 檔案庫房檔案存放過程中的高溫、 濕度 、 火災(zāi)環(huán)境的。 研究內(nèi)容是通過溫 濕度傳感器的使用對溫濕度實(shí)現(xiàn)了實(shí)時監(jiān)測并帶有報(bào)警作用，同時將采集到的數(shù)據(jù)按用戶需求進(jìn)行保存，用戶可按需求自己設(shè)定采集時間，從而實(shí)現(xiàn)檔案庫存的安全性管理。 檔案室安全管理系統(tǒng)主要包括用戶管理和溫室度檢測兩大模塊。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)包括前臺界面設(shè)計(jì)，后臺數(shù)據(jù)庫的建立，溫濕度傳感器的實(shí)時采集，報(bào)警的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)的分析處理以及信息入庫保存。 前臺是面向用戶的 C程序控制界面，實(shí)現(xiàn)的結(jié)果是在調(diào)用程序 第 5 頁 的時候，最先彈出的窗體是用戶登錄界面，在用戶輸入了真確的用戶名及密碼的情況下，彈出的是檔案安全管理主窗體，通過點(diǎn) 擊主窗體的不同控件來管理控制。 軟件部分在設(shè)計(jì)好了管理界面的總體框架的時候就進(jìn)行 SQL 數(shù)據(jù)庫的建立，此外還有各個不同界面之間的銜接關(guān)系以及不同窗體的調(diào)用。我們軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的主要是溫濕度檢測部分。 軟硬件交互部分采用的主要技術(shù)是串口通訊，通過串口將下位機(jī)采集到的信息送到上位機(jī)，管理人員在采取及時的管理措施。 2 系統(tǒng)目標(biāo)及功能 系統(tǒng)目標(biāo) 檔案庫房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要研究目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)基于溫濕度傳感技術(shù)來解決檔案庫房檔案存放過程中的防高溫、防潮濕、防火。通過溫濕度傳感器的使用對溫濕度 實(shí)現(xiàn)了實(shí)時監(jiān)測并帶有報(bào)警作用，從而總體實(shí)現(xiàn)了檔案庫存的安全性管理。檔案室內(nèi)檔案庫存的安全性監(jiān)測，主要解決的問題包括： （ 1）檔案室內(nèi)溫濕度的檢測與管理。 （ 2）溫濕度數(shù)據(jù)的傳輸，處理。 （ 3）系統(tǒng)安全性的判斷。 系統(tǒng)功能 用戶信息管理主要實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)管理員和檔案庫工作人員的信息管理，包括新來人員信息的增加，近期信息變化的修改，以及離職 第 6 頁 人員信息的刪除等。 圖 1 用戶信息管理 這部分實(shí)現(xiàn)了檔案庫存的安全性。每個管理人員的信 息存入數(shù)據(jù)庫，當(dāng)某個管理人員需要管理系統(tǒng)時，必須輸入管理員名稱和口令，與數(shù)據(jù)庫中已有信息進(jìn)行比較，如果存在并且信息正確，則安全進(jìn)入管理系統(tǒng)。防止非法人員對信息的非法操作。 3 系統(tǒng)框架 整體架構(gòu) 圖 2 檔案庫房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)整體架構(gòu) 第 7 頁 （ 1） 數(shù)據(jù)采集：系統(tǒng)通過安裝好的傳感器實(shí)時采集當(dāng)前數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫。 （ 2）數(shù)據(jù)處理：將采集到的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比以便做出及時反映。 （ 3）智能報(bào)警：當(dāng)前數(shù)據(jù)超出標(biāo)準(zhǔn)界限時，系統(tǒng)報(bào)警裝置自動發(fā)出警告信號。 （ 4）管理措施：當(dāng) 系統(tǒng)將檔案室狀態(tài)反饋給管理人員的時候，管理人員實(shí)施及時管理措施。 核心技術(shù) 圖 3 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu) 圖 4 數(shù)據(jù)采集分析處理 第 8 頁 否 是 圖 5 溫濕度數(shù)據(jù)采集、分析、處理流程圖 4 實(shí)現(xiàn)方案 硬件 溫濕度傳感器 溫濕度對于 檔案 儲 存來說至關(guān)重要，溫濕度的變化會帶來 檔案的破壞 ，引發(fā) 嚴(yán)重的 問題 ， 溫濕度的監(jiān)控有利于相關(guān)人員進(jìn)行及時的控制。 （ 1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中必須明確的傳感器知識： 溫濕度傳感器能將溫度量和濕度量轉(zhuǎn)換成容易被測量處理的電溫濕度監(jiān)測系統(tǒng) 數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)入庫 是否越界 系統(tǒng)報(bào)警 管理人員及時采取 調(diào)控 措施 檔案室環(huán)境穩(wěn)定良好 第 9 頁 信號的設(shè)備或裝置。 溫濕度感應(yīng)器目前主要分為電阻式、電容式兩種，相對來說電容式的精準(zhǔn)度比較好，感應(yīng)速度非常快，但是在水分的侵蝕下容易氧化。 濕度傳感器是非密封性的，為保護(hù)測量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，應(yīng)盡量避免在酸性、堿性及含有機(jī)溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。為正確反映欲測 農(nóng)產(chǎn)品物流 過程中 的濕度 和溫度 ，還應(yīng)避免將傳感器安放在離墻壁太近或空氣不流通的死角處。如果被 監(jiān)測的庫存范圍 太大，就應(yīng)放置多個傳感器。有的濕度傳感器對供電電源要求比較高，否則將影響測量精度?；蛘邆鞲衅髦g相互干擾，甚至無法工作。使用時應(yīng)按照技術(shù)要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。傳感器需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號傳輸時，要注意信號的衰減問題。當(dāng)傳輸距離超過 200m 以上時，建議選用頻率輸出信號的濕度傳感器。 （ 2） 溫濕度傳感布置情況 為了建立一個安全、實(shí)用、先進(jìn)的溫濕度檔案庫房管理中實(shí)時監(jiān)測的環(huán)境，在以下部分將結(jié)合用戶的實(shí)際情況，對傳 感器布置加以論述。 本系統(tǒng)中溫濕度傳感器主要布置在檔案聚集存放的地方。通過溫濕度傳感器與后臺用戶管理的聯(lián)系可以實(shí)現(xiàn)庫存過程中的溫濕度的實(shí)時顯示、超過預(yù)定值時，系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警聲音提醒管理人員。 傳感器工作流程 下面的圖 6 是一個傳感器節(jié)點(diǎn)的工作流程，在明確了傳感器節(jié)點(diǎn)的工作方式的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)傳感器對數(shù)據(jù)的采集以及傳輸。此流程 第 10 頁 已經(jīng)集成在了硬件中 [5]。 圖 6 傳感器節(jié)點(diǎn)工作流程 軟件 檔案室都規(guī)定有自己的溫度或濕度的上限和下限值；由 計(jì)算機(jī)提取并顯示不同時間點(diǎn)的溫濕度實(shí)時采樣數(shù)據(jù)（注意這些數(shù)據(jù)會存儲在數(shù)據(jù)庫中），當(dāng)溫度或是濕度超限時便報(bào)警，溫度超標(biāo)報(bào)警和濕度超標(biāo)報(bào)警可發(fā)出不同的報(bào)警聲音，從而可以加以區(qū)別，方便管理人員進(jìn)行相應(yīng)的管理。 第 11 頁 通過溫濕度傳感器采集庫存過程的溫濕度然后送至后臺進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入、顯示、存儲以及相應(yīng)的分析。 （ 1）后臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)遵循的一個主要原則是：為每一個表都設(shè)有一個主鍵 管理員數(shù)據(jù)表。 A:表的定義 以下是一個管理員表定義的示列： 在定義數(shù)據(jù)庫表的時候，最先給管理員數(shù)據(jù)表定義一個 UserID 字段作為 此表的主鍵，以便區(qū)別與其他的表。還需注意的是主鍵字段不允許為空，而其他字段都為空。主鍵的數(shù)據(jù)類型一般都使用的是整型。 表 1 管理人員表定義 B:表中數(shù)據(jù)的顯示 表 2 管理人員表內(nèi)容 （ 2）串口通訊： 本系統(tǒng)串口通訊的過程主要是：傳感器將采集到的數(shù)據(jù)通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)（ ZigBee 網(wǎng)絡(luò)）送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器按串口通訊協(xié)議發(fā)送給 第