基于ip网络的环境参数监测系统研究与设计

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。基于IP网络的环境参数监测系统研究与设计　　摘要：针对实验室、仓库等场所控温防潮防火的难题，在研究单片机接入IP网技术的基础上，设计实现了基于IP网络的低成本、多参数、集检测与控制功能于一体的环境参数实时监测系统，经测试可完成环境参数的远程智能化实时检测、控制和报警，具有网络化、智能化、实时化特点。　　关键词：IP网络；环境参数；智能监测；嵌入式　　中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1007--018

2、9-02　　1引言　　在东南沿海地区，雷雨、台风多发，仓库、实验室等场所的防潮、防霉、防火、防爆是日常管理的重要内容，直接影响仓储物资的使用寿命和可靠性。若靠人工检测、记录温湿度等数据，既费时费力、效率低，又无法实时、有效监测。为此，本文设计实现了基于IP网络的低成本、多参数、集检测与控制功能于一体的环境参数实时监测系统。　　2系统组成及工作原理　　如图1所示，系统主要由监测仪、Ethernet网络和监控中心三部分组成。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生

3、的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　系统通过监测仪实时采集各点温、湿、烟、光等环境参数，通过IP网络将检测数据传输到监控中心PC机进行统一显示和处理，若某项参数超出正常范围，则启动报警器，通知值班人员及时处理。　　监测仪以单片机为核心，完成各监控点的数据采集、处理、显示、传输和现场报警。　　监控中心由计算机和显控软件构成。监控中心计算机接入IP网络，完成各监测点信息的集中显示、存储和管理，同时作为数据服务器为网内授权用户提供各监

4、控点的环境信息查询服务。　　3系统设计　　系统软件分为监测仪控制软件和监控中心PC端显控软件两部分。监测仪软件采用C51在Keil环境下完成软件编程、编译和调试。PC端显控软件在VC++平台开发实现。　　监测仪设计　　监测仪采用模块化设计，各模块相互独立，干扰小，排查故障方便，可有效缩短联调周期。监测仪结构框图如图2所示，分为主控模块、LCD显示、网络通信、报警处理、外围接口、温湿度等环境参数检测等9个模块。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生

5、活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　在每个监测仪内部有温、湿、光、烟雾4种传感器，分别测量温度、湿度、光度和烟雾。在STC12C5A60S2[1]单片机控制下，各传感器采集的数据经滤波处理后，在LCD上实时显示，并根据设定的报警门限智能判决，若超出门限值，单片机则根据报警类别控制报警器发出不同频率的声光报警信号，进行现场报警，并向监控中心发出远程报警信号，同时触发继电器输出控制信号启动除湿、控温设备等进行相应处理，达到控温、除湿和火情报警的

6、目的；在完成数据采集处理后，单片机驱动以太网模块，将数据以UDP包的形式传输到监控中心PC机。同时单片机负责接收监控中心PC机发来的控制指令，根据指令类别分别设置本地IP地址、网关、MAC地址、通信端口、采样频率和报警门限等。　　以太网模块主要由Enc28j60以太网控制芯片、HRA网络变压器及相关电路组成，在单片机控制下完成ARP地址解析、ARP表更新、UDP数据包收发、PING包接收应答等功能。　　在硬件电路设计中，采用Proteus完成了电路原理图设计，并进行了在线仿真。　　监测仪控制软件设计为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利

7、用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　监测仪控制软件采用事件驱动方式，可以响应多个事件和外部中断，完成IP网络初始化、环境参数检测、�稻萜交�滤波、显示及报警处理、IP网络通信等功能，软件流程如图