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物联网系统课程设计

物联网系统课程设计
物联网系统课程设计

物联网系统课程设计

学系名称:物联网工程

班级名称:物联网工程 2 班

学生姓名:朱泓锦 20136239

指导教师:肖迎元助教:

二零一六年十月

摘要

智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,是智能交通系统的一个重要组成部分。它在军事、民用、太空开发等领域有着广泛的应用前景。随着电子工业的发展,智能技术广泛运用于各种领域,运用于智能家居中的产品更是越来越受到人们的青睐。

以arduino程序和蓝牙模组,app为基础,是蓝牙模组,arduino 小车和手机之间信息交互的关键。本课题所研究的物联网应用系统以arduino程序为核心,利用蓝牙模组,arduino小车和app等实现基本功能。

基本功能:利用蓝牙模组和app之间的信息交互,控制小车的移动,从而达到无线控制的效果

注:仅能实现小车的基本操作

关键词:arduino程序,arduino小车,app,蓝牙模组

1 绪论

随着科技进步,现代工业技术发展越来越体现出机电一体化的特征。无论是在金属加工、汽车技术、工业生产等等方面,机器设备表现了所谓智能化、集成化、小型化、高精度化的发展趋势。

1.1 选题背景

随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的,指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。设计的智能电动小车应该能够实现适应能力,能自动避障,可以智能规划路径。

智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。同遥控小车不同,遥控小车需要人为控制转向、启停和进退,比较先进的遥控车还能控制器速度。常见的模型小车,都属于这类遥控车;智能小车,则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制,无需人工干预。操作员可以通过修改智能小车的计算机程序来改变它的行驶方向。因此,智能小车具有再编程的特性,是机器人的一种。

中国自1978年把“智能模拟”作为国家科学技术发展规划的主要研究课题,开始着力研究智能化。从概念的引进到实验室研究的实现,再到现在高端领域(航

天航空、军事、勘探等)的应用,这一过程为智能化的全面发展奠定基石。智能化全面的发展是实现其对资源的合理充分利用,以尽可能少的投入得到最大的收益,大大提高工业生产的效率,实现现有工业生产水平从自动化向智能化升级,实现当今智能化发展由高端向大众普及。从先前的模拟电路设计,到数字电路设计,再到现在的集成芯片的应用,各种能实现同样功能的元件越来越小为智能化产物的生成奠定了良好的物质基础。

智能小车,是一个集环境感知、规划决策,自动行驶等功能于一体的综合系统,它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术,是典型的高新技术综合体。

1.2 智能小车研究现状

智能车辆作为智能交通系统的关键技术,是许多高新技术综合集成的载体。智能车辆驾驶是一种通用性术语,指全部或部分完成一项或多项驾驶任务的综合车辆技术。智能车辆的一个基本特征是在一定道路条件下实现全部或者部分的自动驾驶功能,下面简单介绍一下国内外智能小车研究的发展情况。

1.2.1 国外智能车辆研究现状

国外智能车辆的研究历史较长,始于上世纪50年代。它的发展历程大体可以分成三个阶段:

第一阶段 20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国Barrett Electronics 公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS(Automated Guided Vehicle System)。该系统只是一个运行在固定线路上的拖车式运货平台,但它却具有了智能车辆最基本得特征即无人驾驶。早期研制AGVS的目的是为了提高仓库运输的自动化水平,应用领域仅局限于仓库内的物品运输。随着计算机的应用和传感技术的发展,智能车辆的研究不断得到新的发展。

第二阶段从80年代中后期开始,世界主要发达国家对智能车辆开展了卓有成效的研究。在欧洲,普罗米修斯项目于1986年开始了在这个领域的探索。在美洲,美国于1995年成立了国家自动高速公路系统联盟(NAHSC),其目标之一就是研究发展智能车辆的可能性,并促进智能车辆技术进入实用化。在亚洲,日本于1996年成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶研究会,主要目的是研究自动车辆导航的方法,促进日本智能车辆技术的整体进步。进入80年代中期,设计

和制造智能车辆的浪潮席卷全世界,一大批世界著名的公司开始研制智能车辆平台。

第三阶段从90年代开始,智能车辆进入了深入、系统、大规模研究阶段。最为突出的是,美国卡内基.梅隆大学(Carnegie Mellon University)机器人研究所一共完成了Navlab系列的10台自主车(Navlab1—Navlab10)的研究,取得了显著的成就。

目前,智能车辆的发展正处于第三阶段。这一阶段的研究成果代表了当前国外智能车辆的主要发展方向。在世界科学界和工业设计界中,众多的研究机构研发的智能车辆具有代表性的有:

德意志联邦大学的研究1985年,第一辆VaMoRs智能原型车辆在户外高速公路上以100km/h的速度进行了测试,它使用了机器视觉来保证横向和纵向的车辆控制。1988年,在都灵的PROMRTHEUS项目第一次委员会会议上,智能车辆维塔(VITA,7t)进行了展示,该车可以自动停车、行进,并可以向后车传送相关驾驶信息。这两种车辆都配备了UBM视觉系统。这是一个双目视觉系统,具有极高的稳定性。

荷兰鹿特丹港口的研究智能车辆的研究主要体现在工厂货物的运输。荷兰的Combi road系统,采用无人驾驶的车辆来往返运输货物,它行驶的路面上采用了磁性导航参照物,并利用一个光阵列传感器去探测障碍。荷兰南部目前正在讨论工业上利用这种系统的问题,政府正考虑已有的高速公路新建一条专用的车道,采用这种系统将货物从鹿特丹运往各地。

日本大阪大学的研究大阪大学的Shirai实验室所研制的智能小车,采用了航位推测系统(Dead Reckoning System),分别利用旋转编码器和电位计来获取智能小车的转向角,从而完成了智能小车的定位。

另外,斯特拉斯堡实验中心、英国国防部门的研究、美国卡内基梅隆大学、奔驰公司、美国麻省理工学院、韩国理工大学对智能车辆也有较多的研究。

1.2.2 国内智能车辆研究现状

相比于国外,我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚,开始于20世纪80年代。而且大多数研究处在于针对某个单项技术研究的阶段。虽然我国在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家,并且存在一定得技术差距,但是

我们也取得了一系列的成果,主要有:

(1)中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院与2003年研制成功我国第一辆自主驾驶轿车。该自主驾驶轿车在正常交通情况下的高速公路上,行驶的最高稳定速度为13km/h,最高峰值速度达170km/h,并且具有超车功能,其总体技术性能和指标已经达到世界先进水平。

(2)南京理工大学、北京理工大学、浙江大学、国防科技大学、清华大学等多所院校联合研制了7B.8军用室外自主车,该车装有彩色摄像机、激光雷达、陀螺惯导定位等传感器。计算机系统采用两台Sun10完成信息融合、路径规划,两台PC486完成路边抽取识别和激光信息处理,8098单片机完成定位计算和车辆自动驾驶。其体系结构以水平式结构为主,采用传统的“感知-建模-规划-执行”算法,其直线跟踪速度达到20km/h,避障速度达到5-10km/h。

智能车辆研究也是智能交通系统ITS的关键技术。目前,国内的许多高校和科研院所都在进行ITS关键技术、设备的研究。随着ITS研究的兴起,我国已形成一支ITS技术研究开发的技术专业队伍。并且各交通、汽车企业越来越加大了对ITS及智能车辆技术研发的投入,整个社会的关注程度在不断提高。交通部已将ITS研究列入“十五”科技发展计划和2010年长期规划。相信经过相关领域的共同努力,我国ITS及智能车辆的技术水平一定会得到很大提高。

可以预计,我国飞速发展的经济实力将为智能车辆的研究提供一个更加广阔的前景。我们要结合我国国情,在某一方面或某些方面,对智能车进行深入细致的研究,为它今后的发展及实际应用打下坚实的基础。

1.3 课题主要内容

本课题南京嵌入之梦工作室的fira智能小车平台,选择通用、价廉的Arduino单片机为控制平台,通过细化设计要求,结合传感器技术和电机控制技术相关知识实现小车的各种功能。实现小车的前进倒退、转向行驶,达到设计目标。

2 智能小车总体结构

2.1 方案综述

本设计以两直流电动机为主驱动,通过各类传感器件来采集各类信息,送入主控单元Arduino单片机处理数据后完成相应动作,以达到自身控制。电机驱动电路采用H桥驱动模块,驱动2个直流电机;最后由控制单元处理数据后通过编程有序合理的将各模块信号整合在一起并完成相应动作,实现了智能控制,相当于简易机器人。

根据设计的作品要达到的效果,本系统以Arduino单片机为核心控制器,主要由电源模块、电机驱动模块、构成。系统的结构框图如下图1所示。

图2.1 系统结构框图

2.2 主控单元方案比较与选择

按照题目要求,控制器主要用于控制电机,通过相关传感器对路面的轨迹信息进行处理,并将处理信号传输给控制器,然后控制器做出相应的处理,实现小车的自动循迹和自动避障。

方案一:可以采用ARM为系统的控制器,优点是该系统功能强大,片上外设集成度搞密度高,提高了稳定性,系统的处理速度也很高,适合作为大规模实时系统的控制核心。

方案二:采用Arduino单片机作为系统控制的方案。Arduino单片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,功耗低、体积小、技术成熟,成本也比ARM低。

考虑到性价比问题,本设计选择用Arduino单片机做控制器。

2.3 “小车”的必要的信息

步进电机参数:

步进电机技术要求:

步进电机示例图:

智能小车底盘参考电路图:

蓝牙模块:

3智能小车的大脑

这是学习单片机应用的平台,而单片机的种类众多,除了流行的 8位机:51、AVR、PIC系列,还有日渐被接受的 16位机 MSP430系列,以及最近升势很猛的 ARM Cortex‐M系列,这些单片机各有优势,无法说谁好谁坏,完全取决于学习者的需求和喜好,此外还有越来越接近 MCU的DSP,所以我将这个权力交还给用户。而且我认为:所谓单片机应用学习,最核心的就是能自己消化一个 MCU,根据控制需求自己分配 MCU 的资源,编写相应的程序,使之能按自己的想法工作。这才是掌握单片机应用的关键!

5.1 Arduino单片机简介

Arduino单片机,是一块基于开放源代码的USB接口Simple i/o接口板(包括12通道数字GPIO,4通道PWM输出,6-8通道10bit ADC输入通道),并且具有使用类似Java,C语言的IDE集成开发环境。

让您可以快速使用Arduino语言与Flash或Processing…等软件,作出互动作品。

Arduino可以使用开发完成的电子元件例如Switch或sensors或其他控制器、LED、步进马达或其他输出装置。Arduino也可以独立运作成为一个可以跟软件沟通的接口,例如说:flash、processing、Max/MSP、VVVV 或其他互动软件…。Arduino开发IDE接口基于开放源代码原,可以让您免费下载使用开发出更多令人惊艳的互动作品。

Arduino单片机特色:

1、开放源代码的电路图设计,程序开发接口免费下载,也可依需求自己修改。

2、使用低价格的微处理控制器(ATMEGA8或ATmega128)。可以采用USB接口供电,不需外接电源。也可以使用外部9VDC输入

3、Arduino支持ISP在线烧,可以将新的“bootloader”固件烧入ATmega8或ATmega128芯片。有了bootloader之后,可以通过串口或者USB to Rs232线更新固件。

4、可依据官方提供的Eagle格式PCB和SCH电路图,简化Arduino模组,完成独立运作的微处理控制。可简单地与传感器,各式各样的电子元件连接(EX:红外线,超音波,热敏电阻,光敏电阻,伺服马达,…等)

5、支持多种互动程序,如:Flash、Max/Msp、VVVV、PD、C、Processing

6、应用方面,利用Arduino,突破以往只能使用鼠标,键盘,CCD等输入的装置的互动内容,可以更简单地达成单人或多人游戏互动。

5.2 Arduino单片机引脚简介

Arduino的数字I/O被分成两个部分,其中每个部分都包含有6个可用的I/O 管脚,即管脚2到管脚7和管脚8到管脚13。在数字电路中开关(switch)是一种基本的输入形式,它的作用是保持电路的连接或者断开。Arduino从数字I/O 管脚上只能读出高电平(5V)或者低电平(0V),因此我们首先面临到的一个问题就是如何将开关的开/断状态转变成Arduino能够读取的高/低电平。解决的办法是通过上/下拉电阻,按照电路的不同通常又可以分为正逻辑(Positive Logic)和负逻辑(Inverted Logic)两种。

A rduino的优势在于对数字信号的识别和处理,但我们所生活的真实世界并不是数字(digital)化的,简单到只要用0和1就能够表示所有的现象。例如温度这一我们已经司空见惯的概念,它只能在一个范围之内连续变化,而不可能发生像从0到1这样的瞬时跳变,类似这样的物理量被人们称为是模拟(analog)的。Arduino是无法理解这些模拟量的,它们必须在经过模数转换后变成数字量后,才能被Arduino进一步处理。

像温度这样的数据必须先被转换成微处理器能够处理的形式(比如电压),才能被Arduino处理,这一任务通常由各类传感器(sensor)来完成的。例如,电路中的温度传感器能够将温度值转换成0V到5V间的某个电压,比如0.3V、3.27V、4.99V等。由于传感器表达的是模拟信号,它不会像数字信号那样只有

简单的高电平和低电平,而有可能是在这两者之间的任何一个数值。至于到底有多少可能的值则取决于模数转换的精度,精度越高能够得到的值就会越多。

Arduino所采用的ATmega8微处理器一其有6个模数转换器(ADC,Analog to Digital Converter),每一个模数转换器的精度都是10bit,也就是说能够读取1024(2^10 = 1024)个状态。在Arduino的每一个模拟输入管脚上,电压的变化范畴是从0V到5V,因此Arduino能够感知到的最小电压变化是4.8毫伏(5/1024 = 4.8mV)。

图5.2 Arduino单片机引脚定义

就像模拟输入一样,在现实的物理世界中我们经常需要输出除了0和1之外的其他数值。例如,除了想用微控制器找开或者关闭电灯之外,我们还会想控制灯光的亮度,这时就需要用到模拟输出。由于Arduino的微控制器只能产生高电压(5V)或者低电压(0V),而不能产生变化的电压,因此必须采用脉宽度调制技术(PWM,Pulse Width Modulation)来模仿模拟电压。

PWM是一种开关式稳压电源应用,它是借助微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常用效的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。简而言之,PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法,它通过对半导体开关器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等但宽度不相等的脉冲,而这些脉冲能够被用来代替正弦波或其它所需要的波形。

在Arduino数字I/O管脚9、10和11上,我们可以通过analogWrite()函数来产生模拟输出。该函数有两个参数,其中第一个参数是要产生模拟信号的引脚(9、

10或者11);第二个参数是用于产生模拟信号的脉冲宽度,取值范围是0到255。脉冲宽度的值取0可以产生0V的模拟电压,取255则可以产生5V的模拟电压。不难看出,脉冲宽度的取值变化1,产生的模拟电压将变化0.0196V(5/255 = 0.0196)。

图5.3 Arduino单片机引脚功能表

在许多实际应用场合中我们会要求在Arduino和其它设备之间实现相互通信,而最常见通常也是最简单的办法就是使用串行通信。在串行通信中,两个设备之间一个接一个地来回发送数字脉冲,它们之间必须严格遵循相应的协议以保证通信的正确性。

在PC机上上最常见的串行通信协议是RS-232串行协议,而在各种微控制器(单片机)上采用的则是TTL串行协议。由于这两者的电平有很大的不同,因此在实现PC机和微控制器的通信时,必须进行相应的转换。完成RS-232电平和TTL电平之间的转换一般采用专用芯片,如MAX232等,但在Arduino上是用相应的电平转换电路来完成的。

根据Arduino的原理图我们不难看出,ATmega的RX和TX引脚一方面直接接到了数字I/O端口的0号和1号管脚,另一方面又通过电平转换电路接到了串口的母头上。因此,当我们需要用Arduino与PC机通信时,可以用串口线将两者连接起来;当我们需要用Arduino与微控制器(如另一块Arduino)通信时,则可以用数字I/O端口的0号和1号管脚。

串行通信的难点在于参数的设置,如波特率、数据位、停止位等,在Arduino 语言可以使用Serial.begin()函数来简化这一任务。为了实现数据的发送,

Arduino则提供了Serial.print()和Serial.println()两个函数,它们的区别在于后者会在请求发送的数据后面加上换行符,以提高输出结果的可读性。

5.3 Arduino编程软件

A rduino 语言是建立在 C/C++基础上的,其实也就是基础的 C 语言,Arduino 语言只不过把 AVR 单片机(微控制器)相关的一些寄存器参数设置等都函数化了,不用我们去了解他的底层,让不太了解 AVR 单片机(微控制器)的朋友也能轻松上手。

图5.4 编程界面

Arduino 语言是以 setup()开头,loop()作为主体的一个程序构架。官方网站是这样描述 setup()的:用来初始化变量,管脚模式,调用库函数等等,此函数只运行一次。loop()函数是一个循环函数,函数内的语句周而复始的循环执行,功能类似 c 语言中的“main();”。

4智能小车控制流程及程序

4.2arduino烧录程序:

*前进按下发出 ONA 松开ONF

后退:按下发出 ONB 松开ONF

左转:按下发出 ONC 松开ONF

右转:按下发出 OND 松开ONF

停止:按下发出 ONE 松开ONF

蓝牙程序功能是按下对应的按键执行操,松开按键就停止

*/

char getstr; //定义字符变量

int Left_motor_go=8; //左电机前进(IN1)

int Left_motor_back=9; //左电机后退(IN2)

int Right_motor_go=10; // 右电机前进(IN3)

int Right_motor_back=11; // 右电机后退(IN4)

//定义电机的接口

void setup()

{

//初始化电机驱动IO为输出方式

Serial.begin(9600);

pinMode(Left_motor_go,OUTPUT); // PIN 8 (无PWM)

pinMode(Left_motor_back,OUTPUT); // PIN 9 (PWM)

pinMode(Right_motor_go,OUTPUT);// PIN 10 (PWM)

pinMode(Right_motor_back,OUTPUT);// PIN 11 (PWM)

}

void run()

{

digitalWrite(Right_motor_go,HIGH); // 右电机前进

digitalWrite(Right_motor_back,LOW);

//analogWrite(Right_motor_go,150);//PWM比例0~255调速,左右轮差异略

增减

//analogWrite(Right_motor_back,0);

digitalWrite(Left_motor_go,LOW); // 左电机前进

digitalWrite(Left_motor_back,HIGH);

//analogWrite(Left_motor_go,0);//PWM比例0~255调速,左右轮差异略增减

//analogWrite(Left_motor_back,150);

//delay(time * 100); //执行时间,可以调整

}

void brake() //刹车,停车

{

digitalWrite(Right_motor_go,LOW);

digitalWrite(Right_motor_back,LOW);

digitalWrite(Left_motor_go,LOW);

digitalWrite(Left_motor_back,LOW);

}

void left()

{

digitalWrite(Right_motor_go,HIGH); // 右电机前进

digitalWrite(Right_motor_back,LOW);

//analogWrite(Right_motor_go,150);

//analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255调速

digitalWrite(Left_motor_go,LOW); //左轮后退

digitalWrite(Left_motor_back,LOW);

//analogWrite(Left_motor_go,0);

//analogWrite(Left_motor_back,0);//PWM比例0~255调速

//delay(time * 100); //执行时间,可以调整

}

void spin_left(int time) //左转(左轮后退,右轮前进) {

digitalWrite(Right_motor_go,HIGH); // 右电机前进

digitalWrite(Right_motor_back,LOW);

//analogWrite(Right_motor_go,200);

//analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255调速

digitalWrite(Left_motor_go,HIGH); //左轮后退

digitalWrite(Left_motor_back,LOW);

//analogWrite(Left_motor_go,200);

//analogWrite(Left_motor_back,0);//PWM比例0~255调速

//delay(time * 100); //执行时间,可以调整

}

void right()

{

digitalWrite(Right_motor_go,LOW); //右电机后退

digitalWrite(Right_motor_back,LOW);

//analogWrite(Right_motor_go,0);

// analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255调速

digitalWrite(Left_motor_go,LOW);//左电机前进

digitalWrite(Left_motor_back,HIGH);

//analogWrite(Left_motor_go,0);

//analogWrite(Left_motor_back,150);//PWM比例0~255调速

//delay(time * 100); //执行时间,可以调整

}

void spin_right(int time) //右转(右轮后退,左轮前进)

{

digitalWrite(Right_motor_go,LOW); //右电机后退

digitalWrite(Right_motor_back,HIGH);

//analogWrite(Right_motor_go,0);

// analogWrite(Right_motor_back,200);//PWM比例0~255调速 digitalWrite(Left_motor_go,LOW);//左电机前进

digitalWrite(Left_motor_back,HIGH);

// analogWrite(Left_motor_go,0);

// analogWrite(Left_motor_back,200);//PWM比例0~255调速 //delay(time * 100); //执行时间,可以调整

}

void back()

{

digitalWrite(Right_motor_go,LOW); //右轮后退

digitalWrite(Right_motor_back,HIGH);

// analogWrite(Right_motor_go,0);

// analogWrite(Right_motor_back,150);//PWM比例0~255调速 digitalWrite(Left_motor_go,HIGH); //左轮后退

digitalWrite(Left_motor_back,LOW);

//analogWrite(Left_motor_go,150);

//analogWrite(Left_motor_back,0);//PWM比例0~255调速

//delay(time * 100); //执行时间,可以调整

}

void loop()

{

getstr=Serial.read(); // 将串口收到的数据返回变量

if(getstr=='A') //当变量值为A

{

Serial.println("go forward!");

《物联网应用综合设计及创业实践》课程设计

《物联网应用综合设计及创业实践》课程设计 实验指导书 一、设计目的和意义 《物联网应用综合设计及创业实践》课程设计目的是物联网工程本科专业学生在修完物联网专业基础理论课程和专业核心课程,掌握基本软硬件实践技术的基础上,结合行业发展和社会经济需求,培养学生综合运用所学知识,发现、提出、分析和解决实际问题的能力。本课程设计是学生实际工作能力和创新创业能力提升的重要实践环节,对于学生今后就业和创业具有一定的指导意义。 二、选题要求 1.自主选题,原则上一人一题;对于工作量大,难度高的选题,至多2人一组; 2.选题要符合现实需求,有一定创新性,具有创业可能性; 3.选题要求围绕物联网的应用展开,将物联网感知层、网络层与应用层有机结合起来,具有一定的先进性; 4.技术实现手段不限,推荐使用现有主流技术:传感器技术、传感网技术(Zigbee 技术、Wifi技术等)、智能网关开发技术、串口通信技术、上位机开发技术、移动互联技术、视频多媒体技术、计算机控制技术等。 5. 选题应有相关调查分析,不允许随意虚构应用需求,; 6.选题方向为软硬件结合类和仿真开发类。 三、设计要求 1.符合软件工程规范,有需求分析、系统设计、功能模块设计、测试等环节; 2.尽量用规范的图来表达(用例图、时间图、数据流图、流程图等); 3.应有具体的场景和需求,尽可能采用嵌入式开发板或智能移动端开发形式,系统功能丰富,实用性较强;在公司实习的,可以参考在实习中接触到的具体项目需求进行规划。 4. 仿真开发类的课设,要求系统功能完善,演示效果好;代码量大于10000行; 5.符合文档及格式要求; 6.抄袭零容忍。 7.第12周周五15点提交选题,第18周周五提交实物、设计报告,并现场答辩。每人答辩时间15分钟,每人汇报自己设计情况8分钟,演示系统2分钟,回答老师和同学们问题4分钟,评分1分钟。

物联网信息采集课程设计

河海大学计算机及信息工程学院(常州)课程设计报告 题目物联网信息采集 专业、学号通信工程1162310120 授课班号277701 学生姓名 指导教师金纪东 完成时间2014年6月15日

课程设计(报告)任务书 (理工科类) Ⅰ、课程设计(报告)题目: 物联网信息采集 Ⅱ、课程设计(论文)工作内容 一、课程设计目标 1、掌握AD数据采样的原理,同时在实验箱上实现串口输出; 2、掌握网络协议建立的原理; 3、将采样的数据能够在同一网络下通过浏览器查看; 4、培养学生理论联系实际的能力; 5、培养学生的自我学习和解决问题的能力; 6、培养学生的团队合作能力; 二、研究方法及手段应用 1、将任务分成若干模块,查阅相关论文资料,分模块调试和完成任务; 2、对已有程序认真阅读理解,并调试; 3、在独立思考的基础上,模仿已有程序根据自己想法改写程序; 4、反复编译调试、总结经验、排除差错; 三、课程设计预期效果 1、完成实验环境搭建; 2、掌握AD数据采样的原理,同时在实验箱上实现串口输出; 3、掌握网络协议建立的原理; 4、将采样的数据能够在同一网络下通过浏览器查看; 学生姓名:刘国庆专业年级:11级通信工程

目录 前言 (4) 第一章系统设计 (5) 第一节课题目标及总体方案 (5) 第二节系统简介 (5) 一. ZE-stm32v7e实验平台介绍 (5) 二. ZE-stm32v7e硬件设计分类 (5) 1.stm32v7e平台应用区域 (5) 2.无线传感协议区域 (5) 第三节实验步骤 (6) 一.熟悉设备 (6) 二.ADC数据采样 (6) 三.远程浏览器网页修改 (7) 四.ADC数据定位 (7) 第二章实验(测试)结果及讨论 (8) 第一节预期实验结果 (8) 第二节实验出现的问题及调试 (8) 第三节实验现象 (9) 第三章结论 (9) 心得体会 (10) 参考文献 (10) 附录 (11)

物联网系统课程设计方案

物联网系统课程设计 学系名称:物联网工程 班级名称:物联网工程 2 班 学生姓名:朱泓锦 20136239 指导教师:肖迎元助教: 二零一六年十月

摘要 智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,是智能交通系统的一个重要组成部分。它在军事、民用、太空开发等领域有着广泛的应用前景。随着电子工业的发展,智能技术广泛运用于各种领域,运用于智能家居中的产品更是越来越受到人们的青睐。 以arduino程序和蓝牙模组,app为基础,是蓝牙模组,arduino 小车和手机之间信息交互的关键。本课题所研究的物联网应用系统以arduino程序为核心,利用蓝牙模组,arduino小车和app等实现基本功能。 基本功能:利用蓝牙模组和app之间的信息交互,控制小车的移动,从而达到无线控制的效果 注:仅能实现小车的基本操作 关键词:arduino程序,arduino小车,app,蓝牙模组

1 绪论 随着科技进步,现代工业技术发展越来越体现出机电一体化的特征。无论是在金属加工、汽车技术、工业生产等等方面,机器设备表现了所谓智能化、集成化、小型化、高精度化的发展趋势。 1.1 选题背景 随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的,指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。设计的智能电动小车应该能够实现适应能力,能自动避障,可以智能规划路径。 智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。同遥控小车不同,遥控小车需要人为控制转向、启停和进退,比较先进的遥控车还能控制器速度。常见的模型小车,都属于这类遥控车;智能小车,则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制,无需人工干预。操作员可以通过修改智能小车的计算机程序来改变它的行驶方向。因此,智能小车具有再编程的特性,是机器人的一种。 中国自1978年把“智能模拟”作为国家科学技术发展规划的主要研究课题,开始着力研究智能化。从概念的引进到实验室研究的实现,再到现在高端领域(航

中职物联网技术应用专业定位与课程设置

中职物联网技术应用专业定位与课程设置 物联网(Internet of Things)是指以互联网为基础的,将各种信息传感设备、控制设备和指示设备相互联接系统,其目的是能够实现远程感知和控制,形成物与物、物与人的互联互通,是一个基于互联网、以互联网为核心,但又更加智慧的,服务于生产及生活系统。 物联网的概念最早由麻省理工学院的专家于1999年提出,在2005年的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了物联网的概念。 物联网技术被称为继计算机、互联网之后的第三次信息技术革命。物联网技术广泛的应用于智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗和智能家居等领域。 随着物联网技术的发展与成熟,物联网在社会的方方面面应用越来普及。对物联网产业也得到极大的发展。以江苏省为例,《江苏省物联网产业“十二五”发展规划》2010年全省物联网产业实现业务收入810亿元,同比增长63.3%。从产业规模上,至2015年,全省物联网产业业务收入将突破4000亿元,培育年销售额超过100亿元的物联网企业5家以上,年销售额超过50亿元的物联网企业10家以上。从创新能力上,以市场需求和产业发展为导向,建立和完善产学研相结合的自主创新体系,通过原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,突破一批制约产业发展和应用推广的核心关键技术,形成一批具有自主知识产权和国际竞争力的专利与标准。有专家预计,在今后的数年内,全国物联网产业会大规模普及,会产生一个数万亿元规模的物联网技术市场。 二、物联网产业对应用型人才的需求 物联网产业的发展和普及,急需大量的相关研究人才和技术人才,我国制订了物联网专业高素质创新型人才的培养计划,《教育部关于公布2011 年普通高等教育高职高专专业设置备案结果的通知》(教职成函〔2011〕1 号)批准了11 个省市自治区增设物联网应用技术专业(专业代码:590129)。 物联网专业在高等学校和职业院校也越来越多的开设。全国700余所高校申报开设物联网相关专业,并且已有100多所高校获批通过。 物联网产业的发展和普及,急需大量的相关研究人才,高等学校争相开设的物联网专业,培养的大都是这一类型的人才,主要为企业培养物联网技术系统设计,系统及设备的硬件设计制造及软件代码编写等方面的人才。同时,在物联网技术的创新发展和应用推广等,还需要大量中低端的应用型技术人才,职业院校的培养目标就是为社会培养这类工程技术类人才。随着物联网产业的发展和普及,在工程技术领域,还需要大量的一线技术人才。物联网技术的发展和物联网设备的规范和统一,为中职学生成为物联网工程技术一线技术人才创造了可能,在中等职业学校开设物联网应用技术专业也成了当务之急的事。 实际上,已有中职学校开设了物联网应用技术专业或专业方向。具不完全统计,浙江省内就有6所中等职业学校开办物联网专业或专业方向。 三、中职物联网技术应用专业的办学定位 具初步调研,现在中职校开办的物联网专业,大都是在原有的电子技术类专业或计算机网络专业的基础上开办的物联网专业方向,其培养方案中所设的培养目标存在差异较大性较大,层次和方向定位不准的问题。在课程设置上也都是在原有的电子技术类专业或计算机网络专业课程的基础上,增加一、两门物联网方面的相关课程,其培养的学生在知识和技能上都远远达不到行业企业的要求。 我们认为,中职物联网专业的培养目标应依据社会企业对人才的需求,同时要考虑中职学生的特点及中职的办学层次,应在充分的行业企业调研的基础上确定适当的定位。具体的,

物联网应用系统设计

武汉华夏理工学院 信息工程课程设计报告书 课程名称物联网应用系统设计 课程设计总评成绩 学生姓名 学号 学生专业班级 指导教师姓名 课程设计起止日期201

一、课程设计项目名称 基于ZigBee协议栈的智能家居控制灯系统 二、项目设计目的及技术要求 项目设计目的 通过《物联网应用系统设计》课程设计,使学生能够掌握物联网应用系统 设计的开发流程、设计方法,使学生能够综合应用《无线传感器网络技术》、《嵌入式技术》、《JAVA WEB程序设计》《Andriod程序设计》、《物联网应用系统设计》等物联网工程专业课程的知识。要求学生经过课程设计的教学环节进一步理解物联网应用系统总体架构,掌握物联网应用系统的基本设计方法,程序开发流程, 从而使学生对物联网应用系统设计能力有较大提高。 项目的主要任务 1.设计内容: 课程设计题目一般由指导教师提供,也可以在老师的同意下学生自己题; 4人一组,每组完成的内容不能雷同。设计参考题目如下: 1)智能家居环境监测系统 2)智能家居控制灯系统 3)智能农业区-自动灌溉系统 2.基本要求: 1)学会单片机的应用方法,开发环境; 2)结合任务要求,完成系统设计和调试,鼓励功能扩展和创新; 3)会应用protues工具,根据设计的电路,画电路图,并利用protues进行验证仿真; 4)熟悉汇编或C51语言,用C51完成系统的软件编程; 5)按规范撰写课程设计说明书。 3. 项目分工 上位机:李永红、夏智君 下位机:陈建、李元毅

三、项目设计方案论证 基于ZigBee 协议栈的智能家居控制灯系统设计的整体方案 对ZigBee 协议框架结构进行分析,然后通过论述协议的应用层、网络层、数据链路层、物理层和MAC 层的功能,将无线传感器网络与ZigBee 技术相结合,阐述无线传感器网络节点的硬件和软件设计方法。在本设计中,选用功耗较小的CC2530芯片作为通信芯片来设计节点。通过编写协议栈程序,进行包含汇聚节点及传感器节点的组网通信实验。利用VC++编写上位机程序,通过串口进行数据交互,从而控制小灯。此系统的组成框图如图3-1所示: 图3-1 基于ZigBee 协议栈的智能家居控制灯系统设计的整体方案 系统实现原理 硬件原理图 本实验使用的是CC2530芯片, CC2530 具有一个IEEE 兼容无线收发器。RF 内核控制模拟无线模块。另外,它提供了MCU 和无线设备之间的一个接口,这使得可以发出命令,读取状态,自动操作和确定无线设备事件的顺序。无线设备还包括一个数据包过滤和地址识别模块。本系统主要涉及LED 、RS485模块、USB 转串口电路、CC2530典型应用电路。如下图所示: C C 2530 Z i g b e e 4模块 C C 2530 Z i g b e e 3模块 发送 无线模块 接收

物联网课程设计汇总

物联网课程设计 指导书

通信教研室 目录 一、物联网在智能家居中的应用设计 (1) 1.1、前言 (1) 1.2、系统功能 (1) 1.3、系统组成 (2) 1.4、系统设计 (3) 二、智能家居系统设计实验 (6) 2.1 设计实验设备 (6) 2.2 Zigbee 技术简介 (6) 2.3 实验内容 (6) 2.4 设计实验步骤 (7) 2.5 实验小结 (10) 2.6 设计代码 (10) 三、总结 (16)

物联网在智能家居中的应用设计 1.1、前言 随着2009年8月7日,国务院总理温家宝视察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时发表了重要讲话,提出了“在激烈的国际竞争中,迅速建立中国的’传感信息中心’ 或’感知中国’中心”的重要指示;随着感知中国战略的启动及逐步展开,中国物联网产业发展面临巨大机遇。国家“十二五”规划明确提出,物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流、金融与服务业、国防军事十大领域重点部署。据有关消息称,其中智能电网总投资 预计达2万亿元,居十大领域之首,预计到2015年物联网的产业规模2000亿元。 随着社会经济结构、家庭人口结构以及信息技术的的发展变化,人们对家居环境的安全 性、舒适性、效率性、透明性提出了更高的要求。同时越来越多的家庭要求家居产品不仅要具备简单的智能,更要求整个系统在功能扩展、外延以及服务方面能够做到简单、方便、轻松、安全。很显然,我们的家居生活需要改变。 智能家居就是以住宅为平台,兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化,集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居系统可以为您提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、以及可编程定时控制等多种功能和手段,使您的生活更加舒适、便利和安全。 与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,提供舒适安全、高品位且宜人的 家庭生活空间,还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具,提供全方位的信息交 换功能,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间, 增强家居生活的安全性,甚至为各种能源费用节约资金。 当前,国家电网公司正在积极推进智能小区建设,很多类似于上文的智能家居方案也正 在逐步实践中,相信不久的将来,更多的市民能够享受到这种智能家居带来的方便、舒适、安全和乐趣。1.2、系统功能 实现智能化的家居,可以给您的生活带来以下便利: 1)节省费用:不需要时,家中能源消耗设备可以自动关闭,这样可以降低您的生活费用。 2)使用方便:智能化系统提供远程遥控接口,在您外出时,还可以通过手机或上网来调整和控制家电设备。 3)安全性高:套家庭智能化系统在紧急情况时可以防御坏人侵入并及时报警,有效保证您

物联网传输综合课程设计实验报告 人体红外数据通信实验

物联网传输综合课程设计实验报告 人体红外数据通信实验 一、实验目的 1. 了解基于Z-Stack 协议栈的SappWsn 应用程序框架的工作机制 2. 掌握在ZigBee 协议栈中添加人体红外传感器驱动的方法。 二、实验设备 1. 装有IAR 开发工具的PC 机一台 2. 下载器一个 3. 物联网多网技术开发设计平台一套 三、实验原理 在Z-Stack APP中的HAL\Target\CC2530EB\Includes组中,提供了一个hal_io.h的文件,如图所示。 其中,提供了名为HalIOSetInput 的函数,可以将燃气传感器端口(P1.0)设置为输入,然后通过调用HalIOGetLevel 函数来获取传感器状态。 四、实验步骤 1、将单片机zigbee协调器拆卸下来,取出烧写器。通过Mini USB接口将zigbee 协调器与下载器和PC机相连。

2、将实验箱控制方式切换开关拨至“手动”一侧,转动实验箱“旋钮节点选择”旋钮,使得协调器旁边的LED灯被点亮 3、打开配套代码中的ZStack-CC2530\Projects\SappWsn\SappWsn.eww工程文件,在“Tools”组中,找到“f8wConfig.cfg”文件,双击打开,并找到大概第59 行的“-DZAPP_CONFIG_PAN_ID=0xFFFF”,将其中的“0xFFFF”修改为其他值,例如0x0010

4、在工程目录结构树上方的下拉列表中,选择“CoordinatorEB”,点击工具栏中的“Make”按钮,编译工程,等待工程编译完成,如看到警告,可以忽略。在工程目录结构树中的工程名称上点击鼠标右键,选择“Options”,并在弹出的对话框中选择左侧的“Debugger”,并在右侧的“Driver”列表中选择“Texas Instruments”,点击“Download and Debug”按钮。待程序下载完毕后,点击“Go”按钮,使程序开始运行。点击工具栏中的“Stop Debugging”,退出调试模式, 5、转动实验箱“旋钮节点选择”旋钮,使得热释红外传感器节点旁边的LED灯被点亮,在工程目录结构树上方的下拉列表中,选择“EndDeviceEB”,在“SAPP_Device.h”文件中,取消“HAS_IRPERS”的注释,并保证其他的功能均被注释,如图所示

物联网系统课程设计..

, 物联网系统课程设计 学系名称:物联网工程 班级名称:物联网工程 2 班 ) 学生姓名:朱泓锦 指导教师:肖迎元助教: 二零一六年十月 ;

摘要 $ 智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,是智能交通系统的一个重要组成部分。它在军事、民用、太空开发等领域有着广泛的应用前景。随着电子工业的发展,智能技术广泛运用于各种领域,运用于智能家居中的产品更是越来越受到人们的青睐。 以arduino程序和蓝牙模组,app为基础,是蓝牙模组,arduino小车和手机之间信息交互的关键。本课题所研究的物联网应用系统以arduino 程序为核心,利用蓝牙模组,arduino小车和app等实现基本功能。 基本功能:利用蓝牙模组和app之间的信息交互,控制小车的移动,从而达到无线控制的效果 注:仅能实现小车的基本操作 关键词:arduino程序,arduino小车,app,蓝牙模组 —

】 1 绪论 随着科技进步,现代工业技术发展越来越体现出机电一体化的特征。无论是在金属加工、汽车技术、工业生产等等方面,机器设备表现了所谓智能化、集成化、小型化、高精度化的发展趋势。 选题背景 ' 随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的,指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。设计的智能电动小车应该能够实现适应能力,能自动避障,可以智能规划路径。 智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。同遥控小车不同,遥控小车需要人为控制转向、启停和进退,比较先进的遥控车还能控制器速度。常见的模型小车,都属于这类遥控车;智能小车,则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制,无需人工干预。操作员可以通过修改智能小车的计算机程序来改变它的行驶方向。因此,智能小车具有再编程的特性,是机器人的一种。

物联网工程专业课程设计模板

大连海事大学课程设计 2016年1月10日

大连海事大学课程设计任务书 课程传感器技术课程设计 题目 专业姓名学号 主要内容: 以实验室购买的极光尔沃3D打印机组件为材料进行组装,完成对机械、电气、控制等模块的调试;自行设计3D打印产品进行打印;对系统各部分进行分析,并查找相关资料,完成对全系统的详细分析设计报告。 基本要求: (1)完成系统的组装。 (2)完成对机械、电气、控制等模块的调试,并对PID参数调试正确,保证系统正确运行。 (3)打印自行设计的3D产品。 (4)完成全系统的详细分析设计报告。 参考资料: [1]极光尔沃3D打印机产品说明书 [2]网上查找3D打印机相关资料 完成期限2015.12.28至2016.1.10 学生(签名)指导教师(签名) 专业负责人(签名) 2016年1月10日

目录 1设计要求 (1) 2方案设计 (1) 2.1设计思路 (1) 2.2总体方案方框图 (1) 2.3基本原理 (2) 3总体方案的选择和设计 (2) 3.1简单声控音乐彩灯控制器 (2) 3.2音乐彩灯控制器 (3) 4单元电路的设计 (3) 4.1整流电路的设计 (3) 4.2滤波电路的设计 (4) 4.3高通滤波器 (5) 4.4低通滤波器 (5) 4.5元件参数的计算及选择 (6) 5总电路图 (7) 6总结 (7) 参考文献 (8) 附录 (9)

1设计要求 选取一种方法设计音乐彩灯控制器,要求该音乐彩灯控制器电路由三路不同控制方法的彩灯所组成,采用不同颜色的发光二极管作课题实验。 (1)第一路为音乐节奏控制彩灯,按音乐节拍变换彩灯花样。 (2)第二路按音量的强弱(信号幅度大小)控制彩灯。强音时,灯的亮度加大,且灯被点亮的数目增多。 (3)第三路按音量高低(信号频率高低)控制彩灯。低音时,某一部分灯点亮;高音时,另一部分灯点亮。 2方案设计 2.1设计思路 根据课题要求,可将控制器分为三部分来实现。 (1)由于音乐的节奏是具有一定时间间隔的节拍脉冲信号。因此,可采用记数、译码驱动电路构成节拍脉冲信号发生器,使相应的彩灯按节奏点亮和熄灭。 (2)将声音信号变成电信号,经过放大、整流滤波,来点亮彩灯,以实现声音信号强弱的控制。 (3)采用高、低通有源滤波电路来实现高、低音对彩灯的控制。 2.2总体方案方框图 图1基本原理框图

物联网原理及应用 课程设计讲解

湖北工业大学研究生考试(考查)答题纸 1、说明什么是物联网? 答: 即通过射频识别(RFID)(RFID+互联网)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之,物联网就是“物物相连的互联网”。 2、试说明一维条码与二维条码的主要差别在什么地方? 答:一维条码:一维条码只是在一个方向(水平方向)表达信息,而在垂直方向则不表达任何信息,其要求一定的高度通常是为了便于阅读器的扫描。一维条码的应用可以提高信息录入的速度,减少差错率,只可表示英文、数字、简单符号等字符;贮存信息量小,主要依靠计算机中的关联数据库;;损污后可读性差。一维码一般用于物品的标识。 二维条码:在水平和垂直方向的二维空间都存储信息,称为二维条码(2-dimensional barcode),1.高密度编码,信息容量大:可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节,或500多个汉字,比普通条码信息容量约高几十倍。2.编码范围广:该条码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码,用条码表示出来;可以表示多种语言文字;可表示图像数据。3.容错能力强,具有纠错功能:这使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时,照样可以正确得到识读,损毁面积达50%仍可恢复信息。4.译码可靠性高:它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多,误码率不超过千万分之一。5.可引入加密措施:保密性、防伪性好。6.成本低,易制作,持久耐用。7.条码符号形状、尺寸大小比例可变。8.二维条码可以使用激光或CCD 阅读器识读。9.可影印及传真。二维码一般用于物品的信息描述,并可运用加密算法使其具有防伪的作用。一维码的印刷成本低,二维码的一般属连续印刷,印刷成本稍高; 一维码识读器价位低,而二维码的识读器价格较高。 3、说明一下无线传感器网络节点的结构组成? 答:传感器网络系统通常包括传感器节点(sensor)、汇聚节点(sink node)和管理节点。 大量传感器节点随机部署在监测区域(sensor field)内部或附近,能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输,在传输过程中监测数据可能被多个节点处理,经过多跳后路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据。传感器网络节点的组成和功能包括如下四个基本单元:传感单元(由传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(由嵌入式系统构成,包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)、以及电源部分。此外,可以选择的其它功能单元包括:定位系统、运动系统以及发电装置等。 4、什么是云计算?说明云计算的特点? 答:现阶段广为接受的是美国国家标准与技术研究院(NIST)定义:云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问,进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络,服务器,存储,应用软件,服务),这些资源能够被快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。

物联网课程设计

《物联网技术》课程设计 物联网在校园一卡通中的应用研究 摘要 随着计算机应用技术及互联网的飞速发展,在互联网的基础之上扩展和延伸并形成了新一代的网络技术—物联网(internet of things ,IOT )。近年来,物联网技术层出不穷,移动互联网也广泛被应用,云计算逐渐走进人们的生活,随之而来的教育信息化也逐步被推进。物联网牵手高校,会给高校信息化发展带来怎样的契机? 其实,物联网在高校校园中的应用早已初见端倪,早在2008年,台湾就开始利用物联网技术支持学校安全管理;在国内高校中,使用RFID技术却已十分广泛,校园一卡通早已普及。然而,高校校园中的物联网实际应用往往只停留在基本层面上,更深层次的应用还有待进一步探索。 关键词物联网/一卡通/校园一卡通/RFID

目录 摘要 (1) 目录 (2) 1物联网 (3) 1.1物联网的概念 (3) 1.2物联网的发展及前景 (3) 1.3物联网的原理 (5) 1.4物联网的开展 (6) 1.5物联网存在的问题 (6) 1.6物联网的技术在实际中的应用 (7) 2一卡通技术 (9) 2.1一卡通的分类 (11) 2.2一卡通系统 (11) 2.3一卡通系统技术体系结构 (12) 3校园一卡通 (14) 3.1校园一卡通概念 (15) 3.2校园一卡通的功能 (16) 3.3校园一卡通系统 (17) 3.4校园一卡通的应用 (19) 3.5校园一卡通的目标 (22) 致谢 (23) 参考文献 (23)

1物联网 随着计算机应用技术及互联网的飞速发展,在互联网的基础之上扩展和延伸并形成了新一代的网络技术—物联网(internet of things ,IOT )。物联网技术的和应用视为及计算机、互联网和移动通讯技术之后,计算机信息技术领域的有一次发展机遇,有着重大科学意义和应用价值。随着物联网技术的进步与广泛的应用,必将对本世纪人类的生产活动带来革命性的改革。 目前,世界上主要的发达国家都对物联网发展高度重视,特别在国际金融危机持续恶化,世界经济前景不明的情况下物联网技术被当做新的经济增长点,在国内外抛起了新一轮研究浪潮。包括美国、奥盟、日本等国家纷纷出台物联网发展计划,进行相关技术和产业布局。在我国温家宝总理在2009年视察无锡时提出尽快建立“感知中国”中心,并在2010年政府工作报告中明确将“加快物联网的研究应用”纳入重点产业。 据美国权威咨询机构弗雷斯特研究公司(Forrester Research)预测,到2020年,世界上务队伍互联的业务与人对人通讯的业务竟达到30比1,物联网常视为下一个万亿级的通讯业务。 1.1物联网的概念 物联网(The Internet of things)的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的概念是在1999年提出的。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。 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”。 1.2物联网的发展及前景

《物联网通信技术》课程设计题目

课程设计步骤及要求 设计(实习)项目名称(一) 1、内容:基于RFID的智能汽车安全防盗系统 2、要求: 1设计汽车安全防盗系统的功能 2画出系统的总体框图 3对功能进行详细设计 设计(实习)项目名称(二) 1、内容:基于射频识别技术的仓库管理系统 2、要求: 1设计仓库管理系统的功能 2画出系统的总体框图 3对功能进行详细设计 设计(实习)项目名称(三) 1、内容:基于射频识别技术的停车场管理系统 2、要求: 1设计停车场管理系统的功能 2画出系统的总体框图 3对功能进行详细设计 设计(实习)项目名称(四) 1、内容:超高频射频识别系统读写器设计 2、要求: 1设计读写器的各项功能 2画出系统的总体框图 3对功能进行详细设计 设计(实习)项目名称(五) 1、内容:基于射频识别的门禁系统设计 2、要求: 1设计门禁系统的功能 2画出系统的总体框图

设计(实习)项目名称(六) 1、内容:基于射频识别的不停车电子收费系统设计 2、要求: 1设计不停车电子收费系统的功能 2画出系统的总体框图 3对功能进行详细设计 设计(实习)项目名称(七) 1、内容:射频识别技术的防碰撞问题的研究 2、要求: 1设计防碰撞问题的原理 2画出系统的总体框图 3对功能进行详细设计 设计(实习)项目名称(八) 1、内容:基于射频识别的煤矿人员考勤定位系统设计 2、要求: 1设计人员考勤定位系统的功能 2画出系统的总体框图 3对功能进行详细设计 设计(实习)项目名称(九) 1、内容:射频识别技术在枪支等重要物品监管中的应用 2、要求: 1设计监管系统的功能 2画出系统的总体框图 3对功能进行详细设计 设计(实习)项目名称(十) 1、内容:基于射频识别的设备巡检系统设计 2、要求: 1设计设备巡检系统的功能 2画出系统的总体框图

物联网课程设计

物联网数据管理 —物联网综合应用 姓名: 学号: 专业: 指导老师:

摘要 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。本文通过叙述关于物联网在智能电网、智能交通、智能物流、智能绿色建筑和环境监测等领域的具体应用进一步加深对物联网的了解。 关键词:物联网;综合应用;智能电网;智能交通;智能物流;RFID;环境监测

一.研究背景 物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(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[1]。而RFID,正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放新的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。 “物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物,而令一方面是数据中心,个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,在此意义上,基础设施更像是一块新的地球工地,世界的运转就在它上面进行,其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。 二.综合应用及发展 1.根据其实质用途可以归结为三种基本应用模式: 对象的智能标签。通过二维码,RFID等技术标识特定的对象,用于区分对象个体,例如在生活中我们使用的各种智能卡,条码标签的基本用途就是用来获得对象的识别信息;此外通过智能标签还可以用于获得对象物品所包含的扩展信息,例如智能卡上的金额余额,二维码中所包含的网址和名称等。 环境监控和对象跟踪。利用多种类型的传感器和分布广泛的传感器网络,可以实现对某个对象的实时状态的获取和特定对象行为的监控,如使用分布在市区的各个噪音探头监测噪声污染,通过二氧化碳传感器监控大气中二氧化碳的浓度,通过GPS标签跟踪车辆位置,通过交通路口的摄像头捕捉实时交通流程等。 对象的智能控制。物联网基于云计算平台和智能网络,可以依据传感器网络用获取的数据进行决策,改变对象的行为进行控制和反馈。例如根据光线的强弱调整路灯的亮度,根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。 2.在智能电网方面的应用

物联网课程设计

吉林工程技术师范学院 信息工程学院 《基于WIFI技术的智能控制系统设计》 课程设计报告 题目:基于物联网的智能灯控系统设计 专业:电子信息工程 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 时间: 2014/3/17—2014/3/28

目录 第一章绪论 (1) 1.1 基本概念 (1) 1.2 物联网的发展 (1) 1.3 物联网在智能家居的应用 (2) 第二章智能灯控的实物仿真 (5) 2.1 仿真编程 (5) 2.2 WIFI模块的调试 (6) 2.3 仿真的硬件设置 (7) 第三章课程设计总结 (10) 参考文献............................................................ I 附录.............................................................. I

第一章绪论 1.1 基本概念 物联网被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。目前多个国家都在花巨资进行深入研究,物联网是由多项信息技术融合而成的新型技术体系。 “物联网”的概念于1999年由麻省理工学院的Auto-ID实验室提出,将书籍、鞋、汽车部件等物体装上微小的识别装置,就可以时刻知道物体的位置、状态等信息,实现智能管理。Auto-ID的概念以无线传感器网络和射频识别技术为支撑。1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议Mobi—Com l999上提出了传感网(智能尘埃)是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇。同年,麻省理工学院的GershenfeldNell教授撰写了“When Things Start to Think”一书,以这些为标志开始了物联网的发展。 1.2 物联网的发展 2009年8月7日,国务院总理温家宝到无锡微纳传感网工程技术研发中心视察并发表重要讲话,指出“在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技术”;“在国家重大科技专项中,加快推进传感网发展”;“尽快建立中国的传感信息中心,或者叫‘感知中国’中心”。温总理的号召进一步开启了中国全面关注和研究传感网的序幕。近来,北京、上海、福州、深圳、广州、重庆、昆山、成都、杭州等城市都加快了物联网发展的布局,工信部也表示正在编制“十二五”物联网发展专项规划。 物联网具有广阔的行业应用需求,但各行业发展并不均衡,整体来看,中国物联网产业发展仍处于初级阶段,技术、标准、产品以及市场并不成熟。细分市场方面,交通、安防、物流、零售、电力、金融、环保、医疗等将成为物联网行业应用的重点领域,但由于不同行业在物联网政策倾向、技术与市场成熟度、市场需求等方面差别较大,物联网的细分市场发展差距很大。物联网概念的基本

物联网课程设计

互联网高级技术 课程设计 题目:基于物联网的校园一卡通系统的设计 目录 1 物联网 (1) 1.1 物联网的概念 (1) 1.2 物联网的发展及前景 (1) 1.3 物联网的原理 (3) 1.4 物联网的开展 (3) 1.5 物联网存在的问题 (3) 1.6 物联网的技术在实际中的应用 (5) 2 一卡通技术 (7)

2.1 一卡通的分类 (8) 2.2 一卡通系统 (9) 2.3 一卡通系统技术体系结构 (10) 3 校园一卡通 (12) 3.1 校园一卡通概念 (12) 3.2 校园一卡通的功能 (13) 3.3 校园一卡通系统 (14) 3.4 校园一卡通的应用 (16) 3.5 校园一卡通的目标 (19) 4 总结 (21) 参考文献 (22) 摘要 随着计算机技术和网络技术的迅速发展,人类科学正进入信息时代,信息技术本身正对教育的改革产生深远的影响。现代化的学校少不了现代化的教学设施、设备的武装。建设“校园一卡通”,为学校的教师、学生和教学管理人员提供具有开放性、灵活性、面向学校应用服务的管理平台、是教学管理科学化的必要前提和基本途径,所以,“校园一卡通”的建设势在必行。

近年来,物联网技术层出不穷,移动互联网也广泛被应用,云计算逐渐走进人们的生活,随之而来的教育信息化也逐步被推进。物联网牵手高校,会给高校信息化发展带来怎样的契机? 其实,物联网在高校校园中的应用早已初见端倪,早在2008年,台湾就开始利用物联网技术支持学校安全管理;在国内高校中,使用RFID技术却已十分广泛,校园一卡通早已普及。然而,高校校园中的物联网实际应用往往只停留在基本层面上,更深层次的应用还有待进一步探索。 关键词物联网;校园一卡通;RFID

物联网应用系统与设计课程设计任务书

陕西科技大学 物联网应用系统与设计课程设计任务书 电信学院物联网专业班级学生: 题目:LED光照亮度无线控制系统 课程设计从年月日起到年月日 1、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等): 能源危机日益加剧,节能成为世界性课题。照明用电持续增加,已超过全国总用电量的1/8。此外舒适健康的照明环境首要因素是稳定合适的照度,目前我国有超过六成的学生患有近视,近视患病人数世界排名第一,这点与不合适的照明环境有密切的联系。智能照明的引入,能够同时解决以上的两大问题,满足人们光照的需要。 系统由光强采集板和LED亮度控制板组成,二者通过无线通信方式实现通信。光强采集板利用数字式光照传感器采集环境的光照强度,并将照度信号通过无线方式发送到亮度控制板,亮度控制板通过单片机处理后产生PWM 信号,实现环境亮度的控制。 系统单片机采用51单片机,光照传感器采用GY-30,GY-30是一种通用的光照度检测模块,内置模数转换电路,直接输出数字信号。无线收发模块选用CC1101或nRF2401 ,显示部分选用LCD1602。

2、对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕:(1)论证系统工作原理,确定系统功能; (2)制定通信协议、设计系统的软硬件; (2)撰写课程设计报告,要求格式规范,图表完备。 3 指导教师:日期: 教研室主任:日期:

陕西科技大学 物联网应用系统与设计课程设计任务书 电信学院物联网专业班级学生: 题目:多点温湿度采集与报警系统 课程设计从年月日起到年月日 1、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等): 温度湿度在工农业生产中占有很重要的地位,是工农业生产的重要组成数据。温湿度过高会造成粮食发霉长芽,还会引起大棚蔬菜一系列的病害。因此对其适时准确的测量就显得尤为重要。 本设计利用温湿度传感器采集多个点环境温湿度,并通过无线方式将采集到的数据传输到上位机。上位机记录并显示当前温湿度,并与设定的上下限比较,超出范围发出报警信号。温湿度采集以51、ARM等微控制器;上位机采用微控制器或PC机。系统的温湿度传感器采用数字传感器DTH11,无线收发模块选用CC1101或nRF2401。 多点温湿度采集与报警系统,要求温度测量范围为:0-50℃,精度为±2℃,湿度测量范围为:20-90%RH,精度为±5%RH。 附加功能:上位机具有温湿度曲线显示,历史数据查询,报警点的时间和温湿度值查询等功能

《物联网高级技术及应用》课程设计报告

郑州轻工业学院 课程设计说明书 学生姓名:****学号:************ 学院:计算机与通信工程学院 专业:物联网工程11级 题目:物联网高级技术及应用课程设计指导教师:****** 2014年6月20日

课程设计任务书

课程设计任务书

目录 1.引言 (1) 2.设计任务及要求 (1) 3.原理图库及原理图设计 (1) 3.1原理图库设计 (1) 3.2原理图布局及布线 (4) 3.3原理图编译 (4) 3.4 建立元器件材料清单 (5) 3.5 生成网络表 (6) 4.PCB封装库及PCB设计 (6) 4.1元器件PCB封装库设计 (7) 4.2 PCB规划 (8) 4.3 PCB布局、布线 (8) 4.4 PCB高级操作 (9) 5、设计总结 (9) 6.参考文献 (10)

1.引言 随着人民生活水平的提高以及城镇管道天然气、煤气或罐装液化气的推广普及,天然气、煤气作为常用燃料已经进入各家各户。然而在日常生活中,由于使用不当和设备老化导致的燃气泄漏爆炸或中毒事故时有发生,因此怎样防止煤气泄露,设计出合理有效的报警控制系统,保障人们的生命和财产安全已成为人们的迫切需要。为此,本文采用嵌入式系统的设计理念,构建了基于STM32微处理器的一个燃气报警系统,该系统可以实现燃气浓度监测、报警,并通过液晶屏及LED显示出来。能够有效的保障人们的生命和财产安全,而且使用十分方便,因此特别适合于无条件建立或加入集群监控系统的广大燃气用户使用。 2.设计任务及要求 每个同学独立完成自己的任务,并撰写设计说明书,在课程设计说明书中给出设计Protel原理图与PCB板图。 3.原理图库及原理图设计 3.1原理图库设计 在本次课程设计中,共有14个元器件系统中没有,因此在自行建立的相原理图库中,共有14个元器件,它们如下所示:

物联网技术课程设计说明

物联网技术课程设计说 明 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】

课程设计说明书 题目名称基于ZigBee的智能家居系统设计与实现 系部:计算机工程系 专业班级:通信13-1班 学生姓名:邝鑫鑫 学号: 指导教师:赵德群 完成日期: 2015年12月31日 新疆工程学院 课程设计评定意见 设计题目基于ZigBee的智能家居系统设计与实现 系部计算机工程系专业班级通信13-1班学生姓名邝鑫鑫学生学号 评定意见: 评定成绩: 指导教师(签名):年月日(此页背书) 评定意见参考提纲: 1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。 2、学生的勤勉态度。

3、设计或说明书的优缺点,包括:学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。 新疆工程学院 计算机工程系课程设计任务书 2015-2016学年 1 学期 2015年12月7日

教研室主任(签名)系(部)主任(签名) 目录

摘要 随着电子信息技术和计算机网络技术的发展,实现家庭信息化、网络化是当今智能家居系统发展的新趋势。智能家居系统能够为人类提供更加轻松、有序、高效的现代化生活方式,是未来居住模式的必然发展趋势。因此,智能家居系统逐渐成为一个新兴的研究领域。 本文针对智能家居网络特点通过对智能家居网络分析、对比和研究,采用星状网络组建智能家居网络,对智能家居网络进行了设计与实现。利用CC2430的ZigBee模块与各种传感器设计了一种低成本、高灵活性、通用的ZigBee无线智能家居网络控制,并最后完成了实现。 主要内容如下:采用Zigbee技术,构建无线传感器网络,研究无线传感器网络的通信机理。以及设计微处理器控制模块,通信模块、检测模块等硬件。 关键词:ZigBee;智能家居;无线网络;CC2430 第一章前言 1.1 智能家居简介 智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的

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