基于物联网的嵌入式监控网络节点开发与应用

物联网技术是继计算机技术、网络技术和移动通信技术之后的第四次世界信息技术浪潮,得到了当今世界各国的重视,甚至一些国家把它上升为国家战略。物联网技术应用领域广泛,尤其是在中小规模的工控领域。本文设计了应用于中小规模领域的基于物联网的嵌入式监控网络节点开发与应用。本文首先介绍了物联网技术、嵌入式系统和监控网络技术国内外发展基本概况,分析了物联网的三层结构：感知层、网络层和应用层。重点研究了基于物联网感知层网络节点的设计与开发过程,并简要概述了网络层和应用层的工作机制。本文的设计基于物联网的嵌入式监控网络节点主要由实时时钟单元、人机交互界面单元、数据存储单元、实时数据采集单元、开关量输出控制单元、故障检测报警单元及RS-485总线通信单元、CAN总线通信单元、无线通信单元等构成,给出了各功能模块的软硬件实现方案。实现的功能包括：压力传感器数据采集与显示,计数器数据采集、显示和存储,开关量输出控制温度加热器、电池阀和水泵,超声波无线测距等,通过RS-485通信、CAN通信或无线通信方式实现与上位机的信息交换与传输,很好的实现实时监控的目的。最后,为了验证本文设计的嵌入式监控网络节点的可靠性和可应用性,将设计好的系统应用到兰州大学第二附属医院的ISM频段无线抄表系统和甘肃省治沙研究所民勤荒漠植物蒸渗场以验证设计效果。项目运行结果表明：本文设计的基于物联网的嵌入式监控网络节点运行状况良好,性能可靠,达到系统设计的功能指标,在中小规模的工业控制领域内具有较好的通用性。