【文章內容簡介】 在氣候條件惡劣的地區(qū) 及戶外使用 ； ⑸ MD600G 可以快速連接 RTU、 PLC、工控機等設備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸，廣泛應用于電力抄表、配電自動化、路燈監(jiān)控、道路交通等行業(yè)。 MD600G 硬件結構 圖 5 MD600G 硬件結構圖 圖 4 DS1302 引腳圖及內部結構圖 計算機科學與技術學院 20xx 屆畢業(yè)論文（設計） 5 MD600G 外觀圖 MD600G 應用結構 MD600G 安裝步驟 登陸配置界面 ⑴ 打開電腦，選擇 “ 開始 ” → “ 程序 ” → “ 附件 ” → “ 通訊 ” → “ 超級終端 ” → 輸入名稱 → 選擇 “ 連接時使用 ” 的串口 (一般為 COM1) → 設置串口屬性為 “ 波特率 : 38400，數(shù)據(jù)位 : 8，奇偶校驗 :無 ， 停止位 : 1，數(shù)據(jù)流控制 :無 ” ，點擊 “ 確定 ” ； ⑵ 輸入 “ 回車 ” 進入配置登陸界面 ； ⑶ 輸入用戶名 “ root” ，密碼 “ 1234” ， 回車 進入配置主菜單 。 注： Windows 20xx 超級終端 組件的添加方法如下 :開始 —— 所有程序 —— 控制面板 —— 添加刪除程序 —— 添加刪除 WINDOWS組件 —— 附件和工具 —— 詳細信息 —— 通信 —— 詳細信息 —— 勾選“超級終端”按提示安裝 。 配置 MD600G 圖 6 MD600G 外 觀圖 圖 7 MD600G 應用結構圖 計算機科學與技術學院 20xx 屆畢業(yè)論文（設計） 6 ⑴ 選擇 “ 高級配置 ” → “ 數(shù)據(jù)中心 ” → “ 主數(shù)據(jù)中心 IP” → 輸入 IP地址 ； ⑵ 選擇 “ 主數(shù)據(jù)中心端口 ” → 輸入 數(shù)據(jù)中心監(jiān)聽端口號 ； ⑶ 一直輸入 “ q” ，退出菜單，直到提示重起設備，輸入 “ y” 重新啟動設備，使配置生效 。 （本系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心 IP： ，通信端口號： 9000） 。 安裝及配置 mServer ⑴ 運行 “ mServer ” ，安裝 mServer； ⑵ 運行 “ mServer” ，通過菜單 “ 設置 ” → “ 服務設置 ” ，設置端口和協(xié)議，端口采用默認的 “ 9000” ，協(xié)議選擇 “ ETCP” ，點擊 “ 確定 ” ； ⑶ 通過菜單 “ 終端管理 ” → “ 添加終端 ” ，輸入 IMEI 和 別名 ； ⑷ 當終端顯示上線后，通過菜單 “ 服務 ” → “ 映射 管理 ” ，選擇映射到虛擬串口。這樣，就完成了現(xiàn)場 GPRS 即插即用串口到虛擬串口的映射，用戶可以直接通過虛擬串口對遠端串口設備進行采集和控制。 圖 8 mServer 的運行界面 計算機科學與技術學院 20xx 屆畢業(yè)論文（設計） 7 4. 可視化界面的 設計 設計平臺 Visual C++ Microsoft公司推出的目前極為廣泛的可視化開發(fā)工具，利用 Visual C++ Windows平臺的 32位應用程序，依靠強大的編譯器以及網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)庫的開發(fā)能力，用 Visual C++ 開發(fā)出功能強大的應用程序。 設計思路 功能程序 在本系統(tǒng)中設計了兩 個功能程序：串口通信程序和實時曲線顯示程序。 串口通信程序 程序功能： 設置 完串口號和串口信息（波特率和奇偶校驗位）后，打開串口，將串口上的數(shù)據(jù)信息通過 socket編程發(fā)送到有固定 IP地址 的客戶端。 程序運行界面 ： 虛擬串口 實時可視化界面 溫度數(shù)據(jù) mServer 串口通信 圖 10 可視化界面的設計思路 圖 9 mServer 中的映射管理 計算機科學與技術學院 20xx 屆畢業(yè)論文（設計） 8 實時曲線顯示程序 程序功能： 通過 socket編程，監(jiān) 聽 運行該程序的 客戶端 是否 接 收到溫度數(shù)據(jù)，如果 接 收到溫度數(shù)據(jù)，則進行相應的可視化 實時 曲線顯示。 程序 運行界面 ： 圖 11 串口通信程序運行界面 圖 12 實時曲線顯示程序運行界面 計算機科學與技術學院 20xx 屆畢業(yè)論文（設計） 9 5. 系統(tǒng)性能 的 分析和 設計 細節(jié)描述 系統(tǒng)性能分析 表 1 系統(tǒng)性能分析表 序號 實際溫度 測量溫度 1 1℃ ℃ 2 3℃ ℃ 3 5℃ ℃ 4 7℃ ℃ 5 9℃ ℃ 6 11℃ ℃ 7 13℃ ℃ 8 15℃ ℃ 9 17℃ ℃ 10 19℃ ℃ 11 21℃ ℃ 12 23℃ ℃ 13 25℃ ℃ 14 27℃ ℃ 15 29℃ ℃ 16 31℃ ℃ 17 33℃ ℃ 18 35℃ ℃ 19 37℃ ℃ 20 39℃ ℃ 通過對上表的 20組數(shù)據(jù)進行分析，我們完全可以認為，該系統(tǒng)是高精度、高穩(wěn)定性的，誤差完全可以控制在 177。℃ 以內。 設計細節(jié)描述 數(shù)據(jù)采集頻率設計 在本系統(tǒng)設計中， 無線 溫度采集終端的采集 周期 為 5秒 ，為了充分體現(xiàn)整個系統(tǒng)的實時性，還輔助設計了時間的液晶顯示功能 。如果單純地設定 延時 為 5秒，時鐘的顯示就會出現(xiàn)跳動，即 5秒才更新一次時間，從而使時間的連續(xù)顯示出現(xiàn)障礙。 解決方案如下： 計算機科學與技術學院 20xx 屆畢業(yè)論文（設計） 10 在循環(huán)采集溫度的程序內部， 設計一個小循環(huán)程序：把 5秒分成 10個 秒進行分別計時， 在 每經(jīng)過 時， 更新時間 和溫度 的液晶顯示緩存區(qū)，在總計時達到 5秒時跳出小循環(huán)，發(fā)送一次溫度數(shù)據(jù)，反復循環(huán)即可。 [1] 數(shù)據(jù)中心端口設計 在剛開始對 系統(tǒng)的 數(shù)據(jù)中心進行調試時，出現(xiàn)了一個問題：無線溫度采集終端可以 正常上線，也能正常連接到 mServer，并能正常顯示數(shù)據(jù)中心與無線溫度采集終端之間的通信信息，但數(shù)據(jù)中心客戶端演示程序卻無法 正常連 接到數(shù)據(jù)中心。經(jīng)過 老師的精心指導和自己的細心分析 ， 最終解決了該問題。原因在于 ：數(shù)據(jù)中心需要開放兩個端口 進行通信 ， 一個端口是無線溫度采集終端與數(shù)據(jù)中心的通信端口；另一個端口是數(shù)據(jù)中心客戶端演示程序 與數(shù)據(jù)中心的通信端口。后者不能與前者共用一個端口，所以 需要去 學校 網(wǎng)絡中心 開放 第二個端口 ： 9001號端口 。 開始 發(fā)送溫度數(shù)據(jù)和送顯示緩存區(qū) 時間數(shù)據(jù)送顯示緩存區(qū) 延時 5 秒 改進后 開始 發(fā)送溫度數(shù)據(jù) 時間和溫度數(shù)據(jù)送顯示緩存區(qū) 總計時是否到 5 秒 Y N 延時 秒 圖 13 數(shù)據(jù)采集模塊程序改進圖 數(shù)據(jù)中心 無線溫度采集終端 數(shù)據(jù)中心客戶端演示程序 9000 端口 9001 端口 圖 14 數(shù)據(jù)中心端口設計圖 計算機科學與技術學院 20xx 屆畢業(yè)論文（設計） 11 Web訪問設計 為了實現(xiàn)多個客戶端可以同時訪問數(shù)據(jù)中心服務器 ，我們 規(guī)定 ： 客戶端在打開服務器的 Web頁面時，首先把客戶端的 IP地址進行提交，然 后服務器端把客戶端的 IP地址收錄入庫，再將接收到的溫度數(shù)據(jù)轉發(fā)給指定的客戶端。 因此， 當有多個客戶端同時進行訪問數(shù)據(jù)中心服務器時，服務器端只需要將各個客戶端的 IP地址進行收錄入庫，最后 再 循環(huán) 不斷 地往各個客戶端 轉發(fā)溫度數(shù)據(jù) 即可 。 當客戶端斷開與服務器端的連接時，將向服務器 提交斷開 請求，從服務器端的 IP地址庫中釋放掉該客戶端的 IP地址，從而實現(xiàn)了服務器端 IP地址庫的動態(tài)更新。 [2] 可視化界面設計 可視化界面的設計 開發(fā) 平臺為 Visual C++ 。 在這個界面的設計中，有多處細節(jié)設計，具體 設計 內容如下： ①為了不影響界面顯示的實時性， 設定 界面更新的周期為 1秒，從而保證了 顯示程序在接收到數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)的 1秒內， 就可以 將數(shù)據(jù) 的 變化展示出來 ，進一步縮小了采集終端與后臺顯示之間的延時 ； ② 考慮到可視化界面的美觀，規(guī)定顯示數(shù)據(jù)信息點的周期為 8秒，即每隔 8秒將在顯示區(qū)域內打印一個數(shù)據(jù)信息點（時間和溫度值）； ③ 為了方便使用者的使用和體現(xiàn) 整個 系統(tǒng)工作的實時性，還增添了當前時間和當前溫度值的 實時 顯示功能； ④ 當溫度值出現(xiàn)異常， 可視化界面 不能正常顯示 曲線 時，系統(tǒng) 將會給出紅色 警告提示 ，提醒用戶； ⑤為了更 清晰 和直觀地表現(xiàn) 本 系統(tǒng)的工作狀態(tài)， 我們對可視化界面進行客戶端 服務器端 客戶端 服務器端 IP 地址 數(shù)據(jù) 發(fā)送 釋放 IP 請求 圖 15 客戶端與服務器端通信原理圖 斷開時 連接時 計算機科學與技術學院 20xx 屆畢業(yè)論文（設計） 12 了進一步的優(yōu)化：界面的兩側增加了溫度標尺，界面的底色為白色和黑色，曲線的顏色為醒目的紅色等等 。 [3] 圖 16 溫度異常時的可視化界面 6. 結束語 “基于 Inter 分布式無線傳感器網(wǎng)絡設計與實現(xiàn)”系統(tǒng)是一低功耗，低成本，高穩(wěn)定性無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)。該系統(tǒng)從實際出發(fā)，解決了無線傳感器網(wǎng)絡目前所遇到的幾個典型問題 （如 網(wǎng)絡內通信問題 、 成本問題 、 系統(tǒng)能量供應問題 ） ，有較好的實用性和應用性。 隨著計算成本的下降以及微處 理器體積越來越小，已經(jīng)為數(shù)不少的無線傳感器網(wǎng)絡開始投入使用。目前無線傳感器網(wǎng)絡的應用主要集中在以下領域： ① 環(huán)境的監(jiān)測和保護 隨著人們對于環(huán)境問題的關注程度越來越高，需要采集的環(huán)境數(shù)據(jù)也越來越多，無線傳感器網(wǎng)絡的出現(xiàn)為隨機性的研究數(shù)據(jù)獲取提供了便利，并且還可以避免傳統(tǒng)數(shù)據(jù)收集方式給環(huán)境帶來的侵入式破壞。 ② 醫(yī)療護理 無線傳感器網(wǎng)絡在醫(yī)療研究、護理領域也可以大展身手。 計算機科學與技術學院 20xx 屆畢業(yè)論文（設計） 13 ③ 軍事領域 由于無線傳感器網(wǎng)絡具有密集型、隨機分布的特點，使其非常適合應用于惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境中，使其非常適合應用于惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境中，包括偵察敵情 、監(jiān)控兵力、裝備和物資，判斷生物化學攻擊等多方面用途。 ④ 其他用途 無線傳感器網(wǎng)絡還被應用于其他一些領域。比如一些危險的工業(yè)環(huán)境如井礦、核電廠等，工作人員可以通過它來實施安全監(jiān)測。也可以用在交通領域作為車輛監(jiān)控的有力工具 ， 此外和還可以在工業(yè)自動化生產(chǎn)線等諸多領域 。 [5] 圖 17 系統(tǒng)工作結構圖 由于設計時間的限