基于物联网的户外环境检测装置设计开题报告

1．本课题的研究内容、重点及难点

研究内容：本文开发并实现基于物联网的户外环境检测装置，结合物联网新型概念，实现用户通过网络对环境的实时监控。该系统可以使用户能够对想要知道的情况进行实时的掌握以及控制。通过各种传感器获取家庭内信息（温湿度信息、光照信息、PM2.5），用户在Android界面上可以对这些信息进行掌控。主要实现环境监控和远程监控等功能，其中涉及到多方面的研究，如对 STM32 进行深刻的了解和学习才能进行下一步的硬件和软件设计，实际情况设计出相应的应用软件。研究、发展现状、目前存在的问题、未来的发展趋势和本文的主要研究内容。

重点及难点： Android 客户端用于远程控制和检测环境。主控制界面通过 Socket 实现与主控制器的通信，由输入流获得命令并解析为相应的消息进行处理。 Socket 通信运行于单独的线程中，减少主线程的负担并保证了通信质量。

2．准备情况（已查阅的参考文献或进行的调研）

2.1.研究背景

21世纪以来，人类科学技术迅猛发展，物联网作为新的一门科学技术，正在逐渐的被人类所重视，是继互联网之后又一个新的技术研究高潮。随着全球一体化的推进，物联网技术得到了各个国家的重视，美国政府不仅对IBm提出的“智慧地球、物联网、云计算”给予高度重视，更提出要关注全球互联网的管理与安全问题，这些内容在美国的受重视程度可见一斑。中国也不失时机的提出了发展物联网，提出“感知中国”，“感知城市”。物联网为什么如此受到各国的重视？归根结底还是经济发展问题，物联网的发展有望推动世界经济发展，为人类带来福祉。

2.2.国内外研究现状

物联网技术有望提高人类生活质量，推动世界经济发展，在国际上，对物联网技术的研究如火如荼。尤其以美国居首，美国很多大学都在无线传感器网络方面开展了大量的工作，如加州大学洛杉矶分校的cENS实验室、wINS实验室、NESL实验室、LEcS实验室、IRL等。宾汉顿大学计算机系统研究实验室在移动自组织网络协议、传感器网络系统的应用层设计等方面做了很多研究工作·····

国内的物联网技术研究起步也很早，国内关于物联网的研究大致分为三个方向，一是传感器网络硬件节点的研究，二是无线传感器网络软件的研究，三是在物联网的理论方面的研究。南京邮电大学Ubicell无线医疗传感器节点可实现高精度的脉搏、血氧、体温等人体生理指标的监测。软件方面，国内也取得了相应的技术突破，在基于国外操作系统之上，开发出了自己的中间件软件。在理论研究方面，对无线传感器网络网路协议、算法、体系结构等方面提出了许多具有创新性的想法与理论，南京邮电大学、清华大学、哈尔滨工业大学在这方面取得了一些相关的理论研究成果。

2.3.研究意义

近年来世界受到经济危机的冲击，若没有新的创新的技术出现和支撑，很难让世界的经济顺利复苏，因此各个国家都非常重视物联网的研究与发展。物联网技术经过接口与无线网络，实现物体与物体之间进行沟通和对话，实现人与物体之间进行沟通与对话，使人类的生产生活更为便利，更为信息化工业化，所以物联网一定是一个蓬勃发展的新兴行业，未来的物联网一定能够实现“智慧地球”的美好愿景。

参考文献：

[1]尹育新,戎宏娜.浅谈一种全新的网络技术一物联网[J]．信息系统工程,2Ol6(2)：105-106

[2]王宝云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报,2017,(12):1-7.

[3]邵文佳.物联网技术应用展望[A].企业技术开发,2016年7月，第29卷第14期.

[4]徐涛.物联网发展现状及问题研究[A].中国市场,2016年第32期。

[5]古丽萍.对于我国物联网应用与发展的思考[N].通信世界周刊,2017—10-27.

[6]王光辉.物联网战略的国际观察与思考[EB/OL].(2OLO-O6-22)

[7]郭川.中国工程院副院长邬贺铨:物联网不是网络是应用[N].人民邮电报,2010-3-1. [8]张毅,唐红.重庆邮电大学通信与信息学院:物联网综述[J].数字通信,2018

[8]李光辉,赵军,王智. 基于无线传感器网络的森林火灾监测预警系统[J]. 传感技术学报. 2016(06)

3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料

实施方案：

本设计包括主控制器、WIFI模块、温湿度监测、光照监测、PM2.5监测、手机客户端以及电源模块。电源模块为整个系统提供供电，主控制器模块通过串口协议与WIFI模块进行通信，利用串口发送AT指令使其与手机的wifi通信，通过STM32采集传感器检测到的数据，并且通过wifi发送到手机客户端，并可通过手机控制阈值，当数据值超过了阈值，单片机控制语音播报模块进行语音信息的播放。

该系统主要应具备以下功能：

（1）可实现环境监测系统的正常功能；

（2）Arduino手机app远程显示控制能够进行设置报警数值；

（3）STM32通过各种接口控制温湿度传感器，光照强度传感器，空气质量传感器，PM2.5传感器以及大气压强传感器，进而获取环境参数，并显示在LCD5110屏幕上；

（4）能够实现AC-DC降压电路给STM32系统供电

进度实施计划：

第1周－第6周    毕业实习，收集资料，熟悉开发环境；

第7周－第9周    需求分析，总体设计；

第10周－第14周  详细设计，编码，测试；

第15周－第16周  完善文档，论文答辩。

预期提交的毕业设计资料：

开题报告、毕业论文一份、仿真或者实物一份。

指导教师意见

指导教师：

年   月  日

开题小组意见

答辩小组组长签字：

年  月   日

院系审核意见

院系主管领导签字：

年  月   日