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基于LabVIEW的安防信息采集系统.rar

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    编号:20181016172932195    类型:共享资源    大小:18.62MB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    基于 LabVIEW 信息 采集 系统
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    ARM-STM32 校园创新大赛 Mouser 智能硬件设计大赛 项目报告 题 目: 盆栽笔 学 校: 西安邮电大学 指导教师: 葛海波 参赛队成员名单: 姓名 学校 学院 学历 邮箱 高宽 西安邮电大 学 电子工程学院 本科 1343026720@qq.com 苏群 西安邮电大学 电子工程学院 本科 605369905@qq.com 李育云 西安邮电大学 计算机学院 本科 729334218@qq.com 李茜 西安邮电大学 计算机学院 本科 874470346@qq.com 胡思扬 西安邮电大学 计算机学院 本科 249057029@qq.com 视频观看地址: http://v.youku.com/v_show/id_XODg5OTE1ODky.html 注 :在报名后我们把项目名称修改为 幸福的植物 ,所以在上传作品 和报告 中 出现了 幸福的 植物 幸福的植物 第 2 页,共 81 页 目录 ARM-STM32 校园创新大赛 ............................................................................................................. 1 第一章 引言 ............................................................................................................................... 5 1.1 何为智能,何为智能家居 ................................................................................................ 5 1.2 市场情况 ............................................................................................................................ 6 1.3 研究现状 ............................................................................................................................ 9 1.4 此次项目的目的 ............................................................................................................. 12 第二章 系统方案 ..................................................................................................................... 14 2.1 感知层 .............................................................................................................................. 14 2.2 网络层 .............................................................................................................................. 17 2.2.1 什么是网络层 ...................................................................................................... 17 2.2.2 怎么设计网络层 .................................................................................................. 17 2.3 应用层 .............................................................................................................................. 19 2.3.1 安卓客户端 ......................................................................................................... 20 2.3.2 苹果客户端 ......................................................................................................... 23 第三章 感知层的软件及硬件设计 ......................................................................................... 25 3.1 硬件设计 .......................................................................................................................... 25 3.1.1 主模块设计 .......................................................................................................... 25 3.1.2 浇灌模块设计 ...................................................................................................... 38 3.2 软件设计 .......................................................................................................................... 41 3.2.1 数据采集 .............................................................................................................. 42 3.2.1 开机自检 .............................................................................................................. 46 3.3 数据的发送与指令接收 .................................................................................................. 48 第四章 网络层设计 ................................................................................................................. 49 4.1 数据库设计 ...................................................................................................................... 49 4.2 服务器端程序的设计 ...................................................................................................... 53 第五章 应用层设计 ................................................................................................................. 57 5.1 安卓客户端 ...................................................................................................................... 57 5.2 苹果客户端 ...................................................................................................................... 58 5.3 PC 客户端 ........................................................................................................................ 65 第六章 系统创新 ..................................................................................................................... 66 6.1 感知层创新 ...................................................................................................................... 66 6.2 网络层创新 ...................................................................................................................... 67 6.3 应用层创新 ...................................................................................................................... 68 6.3.1 安卓客户端创新 .................................................................................................. 68 6.3.2 苹果客户端创新 .................................................................................................. 69 第七章 评测与结论 ................................................................................................................. 70 7.1 评测 .................................................................................................................................. 70 7.1.1 感知层硬件评测 .................................................................................................. 70 7.1.2 应用层客户端评测 .............................................................................................. 71 7.2 结论 .................................................................................................................................. 72 7.2.1 主要工作总结 ...................................................................................................... 73 7.2.2 下一步工作展望 .................................................................................................. 73 附录 ................................................................................................................................................ 75 幸福的植物 第 3 页,共 81 页 项目作品图片 ......................................................................................................................... 75 问卷调查表 ............................................................................................................................. 78 参考文献 ......................................................................................................................................... 81 幸福的植物 第 4 页,共 81 页 摘要 近年来 ,随着人们生活水平的提高, 人们对家居 环境 和 空气质量的 要求 也 越来越高 。 人们 往往会 通过 种植一些绿色植物 来改善家居环境 和空气质量 ,同时也可以缓解自己的工作压力,放松心情。 然而人们往往因为工作繁忙而 无暇照顾盆栽, 等到回过神来 , 可能盆栽已经奄奄一息 ; 或 因为错误的种植方式,缺乏相应的种植经验 而 导致盆栽死亡。 由此 可见 ,市场上急需一款能在用户 出差时或 在主人缺乏种植经验时帮助 用户打理好自己盆栽的产品。这也是 “ 幸福的植物 ” 这个项目 的出发点。希望能帮助用户简单、轻松地 打理自己的盆栽。本次项目作品 可以实现的功能有: 1、 可以随时随地通过安卓或苹果客户端查看植物 的 状态信息 ; 2、 可以通过客户端实现远程浇灌,不必担心出差 时无法给植物浇水的 问题 ; 3、 通过服务器从终端采集存储的数据经过客户端结合天气、季节等情况可以给用户近期 的 养殖建议 ; 4、 客户端拥有托管功能,开启之后服务器会自动检测植物土壤湿度信息,并在土壤湿度较低的情况自动给其浇水。不用担心工作繁忙是无暇打理植物! 5、 还 可以在 PC 端查看植物状态 。 关键词: MSP430、 服务器、物联网 、安卓、 iOS 幸福的植物 第 5 页,共 81 页 第一章 引言 1.1 何为智能,何为智能 家居 “ 幸福的植物 ” 这个项目 按照属性来分,它是属于智能家居这个范畴 。那么 何为智能 ? 词典上是这样解释的 : 从感觉到记忆 再 到思维这一过程,称为 “ 智慧 ” ,智慧的结果就产生了行为和语言, 行为和语言的表达过程称为 “ 能力 ” ,两者合称 “ 智能 ” 。 现在智能这一个词也扩展到了物体上,也就是指物 体的智能化。何为智能 家居 ? 智能家居 也就是指 家居 智能化,拥有类似于人类感觉、记忆、思维 并加以表达 , 用来帮助人们更加轻松、简便的 生活 。 虽然 现在 一些 家居 可以实现 远程控制,但是那并不是真正意义上的智能。 因为思考权还是在于人,可以说那只是一个物联网设备。例如: 家居 里的灯,现在可以利用手机控制 它的 开关,但那就是 智能家居 吗?它只不过是把开关移到了手机上 ,虽然一定程度上方便了人们的生活,但是它并没有自己去思考。 智能 灯 应该是 :在天黑时,人进入的那一瞬间它就会自动判断主人是 否需要开灯。这个判断可以由人事先设置好。 例如设置在 多少光照 强度 下开灯 等 ,之后这个开灯的动作就不会由人去完成,而是由 机器 自主完成。在遇到无法判别的情况下才会手机或语音告诉用户,让用户判断是否需要开灯 ,并且 把这种情况载入数据库,加以记忆。这种灯的系统才是真正的智能,因为 它代替了人的一部分思考并去完成它,并不是简简单单的把开关移到手机上! 幸福的植物 第 6 页,共 81 页 “ 幸福的植物 ” 它也是一款典型的物联网设备。它的智能与否,就要看感知层、网络层、应用层的这三者的结合程度 。打个比方:感知层就像人的躯体, 应用层就像是人的大脑,而人身体中的神经就是负责躯体与大脑交流的媒介 ( 也就是网络层 ) 。 这三者之间的结合程度就是这个物联网设备 的 智能程度 。 “ 幸福的植物 ” 如此,其他的一些物联网设备也是如此。如果脱离应用层,它就只是一个拥有许多传感器的普通硬件 , 就好比没有大脑 思维的人。 一个物联网设备的智能或者不智能,主要是感知层和应用层之间的配合, 也就是应用层对感知层的各个传感器数据的利用程度, 当然网络层也是十分 重要的。 1.2 市场情况 在开始项目之前我们对智能盆栽的市场情况以及功能需求做了一次调查问卷,以便我们知晓这类产品的市场前景和用户所需的功能。下图 为调查 年龄分布图 : 受访者年龄段 在这些受访者中其中 约 有 61%的 人表示家中种植了一些盆栽,而且在没有种植盆栽的受访者中有 79%的人表示自己会在未来种植一幸福的植物 第 7 页,共 81 页 些盆栽。 在调查养盆栽的原因时,有 62.04%的人表示可以美化 家居 ;有 61.11%表示出于自己的兴趣爱好;有 45.37%人表示可以缓解工作压力。由上面 两者数据可以 看出养盆栽的人还是很多的, 大部分原因是由于自己的兴趣爱好同时起到美化 家居 环境的作用 。 是否会在未来种植盆栽 养盆栽原因 在调查受访者是否有养死植物的经历中,有 69.44%的人表示有过养死植物的经历。在调查是因为什么情况导致植物死亡,其中有37.84%表示根本不知道怎么自己植物怎么死的;有 29.73%的人表示可能是因为自己浇水过多;有 25.68%的人表示可能是因为缺少光照。由上面这两则数据可以看出养死植物的人不在少数,而且 大约 2/5 的人表示自己根本就不知道植物是怎么死的。 这就表明 市场上 需要一种能够减小植物死亡, 帮助用户打理植物的产品。 幸福的植物 第 8 页,共 81 页 养死植物原因 在 表示有一款这样产品,调查受访者期待 全程自动化管理 ,有47.22%的人表示希望这款产品能告诉自己怎么样,自己打理植物;有41.67%的人表示 希望在自己忙的时候,这款产品自动完成打理;仅有11.11%的人表示希望这款产品全程帮助自己打理植物,自己什么都不用管。 这就表明用户是希望自己可以自主打理盆栽,而不是全程自动化。 是否需要全程打理植物 在对用户功能需求的调查中, 有 60.19%的人选择 “植物保姆可以分析植物现在状态告诉你未来你需要怎样管理自己的植物 ”; 有 59.26%的人选择 “可以随时随地通过手机查看植物状态 ”;有 54.63%的人选择 “有托管功能,在自己出差时可以通过手机对植物进行远程浇水 ”;有 40.73%的人选择 “可以在电脑端查看自己的植物状态 ”;仅有 19.44%的人选择 “只能在家通过蓝牙或者 Wi-Fi 在手机上查看到自己植物状幸福的植物 第 9 页,共 81 页 态 ”。通过用户功能需求调查,我们就可以确定在后期开发中需要添加 新 的功能 。而且大部分的受访者表示希望这款产品的价格在 100 元以内 。 用户期待功能 通过对上面调查问卷的分析,我们可以看出养盆栽的用户还是十分多的,而且时常发生养死盆栽状况 。用户对智能盆栽这类产品的需求还是十分巨大的,只要功能符合用户需求以及合理的价位,大部分人都会选择这类产品。 1.3 研究现状 智能盆栽研究是精准农业研究领域的分支 。 智能盆栽是一个 相对较小的研究点 ,在全球 范围 内 , 人们 对其功能和定义仍然处于探索阶段 ,但 智能盆栽 的 创新性和市场前景仍然吸引着许多 研究 者 的 目光。 现在市场也出现一下三种智能盆栽的产品 : 1、 该花盆是 英国一名大学生发明的。 它 能通过传感器探测植物的生长环境状况,当花盆指示灯显示红色时,用户需要查找究竟是哪一项盆栽生活环境需要得到改善,直到人们寻找到正确的处理方式,智能盆栽的指示灯才会由红色变为绿色 ; 幸福的植物 第 10 页,共 81 页 2、 Click and Grow 公司推出 的 一款植物花盆,工作原理类似于打印机,一棵植物死亡后,接着换下一棵继续生长。这一盆花包含大量电子元件、传感器、电池、水泵和储水器等部件。植物花盆中还含有一个种子盒,种子盒中包含多粒种子、养料 , 可以欣赏到荨麻花、绵毛水苏、 金盏花等 13 种花草植物 ,每个种子盒储存一种,一株死了,花盆会自动拨种下一颗。用户只需要在植物花盆中浇点水和定期更换电池就可以欣赏到美丽、绿色的植物,剩下的施肥、浇水等任务交给传感器 和软件来处理 ; 3、 Parrot Flower Power 是派诺特公司生产的一款 可以插入花盆里的检测植物状态的产品。它 通过 4 个嵌入 式传感器 , 可测量光照强度、周围温度、土壤湿度和肥力水平 ,并通过蓝牙 发送至 智能手机或平板电脑。 通过相应的 应用程序会将您 数据分析 。 从而得到植物现在生长状况。 纵观上面三款产品,虽然 已 拥有了相当强大的功能,但又有一些局限性和不足 , 主要表现在下面三点 : 1、 单价太高 。 Click and Grow 和 Parrot Flower Power 这 两款产 品的官方售价 分别为 579 元和 378 元 。 可谓是土豪级产品!如此高昂 的价格, 让普通的用户望而却步。通过上面的调查问卷,可 得知大部分用户可以接受的价格
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