1、专业计算机科学与技术承担指导任务单位信息学院导师姓名导师职称教授一、研究背景、国内外研究现状及意义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
2、来福祉。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
3、、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。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
4、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。二、本课题主要研究内容“基于物理网平台的校园环境监测系统”是基于物联网平台的小范围的环境监测解决方案，针对学校的相关学科建设以及对校园环境的有效监测，建设校园环境感知系统，使用ZigBee技术和传感器等物理网技术，轻松监测校园微气象环境并进行发布，给师生提供简单方便的气象预报。本系统可以通过ZigBee技术和传感器等物联网技术实现对校园环境温度、湿度、Pm2.5以及光照强度等环境的监测，可建立小型的校园气象站，并通过电脑，手机等设备进行实时显示，查询等多种功能，师生可以通过手机客户端浏览校园气象信息。以下是本课题4项主要内容：（1
5、）上位机用户类别：系统管理员、普通用户（师生）；（2）上位机数据存储：存储下位机采集到的环境数据（3）下位机数据采集与传输：通过ZigBee技术和传感器等物联网技术实现底层的数据采集与传输，并能够将数据传输到上位机上；（4）上位机数据统计与分许：对相应环境数据进行统计并分析数据，提供有效适宜的建议；三、研究方案：（1）开发语言及环境：开发语言：上位机：.NET；下位机：c语言开发环境：下位机数据采集与传输：ZigBee开发板与相应传感器上位机：win7操作系统、visualstudioXX开发环境、串口助手等相应软件支持（2）数据库：sqlserverXX（3）模块划分：系统的功能模块图如下图
6、所示：（4）各模块功能介绍：用户管理：用户分为系统管理员用户和普通用户，系统管理员可以实现对普通用户的管理和整个系统的管理，普通用户只能够使用数据查询等普通功能；数据采集：底层数据采集，利用ZigBee模块及相应传感器设备进行环境信息的采集，并利用无线传输技术将采集到的数据发送至上位机；数据查询：能够对以往的采集到的数据进行查询，系统管理员可以对以往数据进行维护，普通用户只具有查询功能；数据分析：利用相应函数对以往的数据进行分析，并绘制简单易懂的曲线图，方便查看；信息发布：上位机将信息发布至校园环境检测系统，方便用户登录查看天气情况；（5）系统架构图基于物联网平台的校园环境监测系统的系统架构由
7、底层数据感知层、网络传输层和系统应用层组成，见下图：四、研究目标、主要特色及工作安排：1.研究目标：从以上描述可以基本本系统研究目的化为以下三个方向：（1）底层数据采集：利用ZigBee以及相应传感器进行环境信息的采集；（2）下位机与上位机的信息传输：利用ZigBee无线传输技术将传感器采集到的信息传至上位机，并将信息存储到上位机；（3）上位机的管理：用户管理、数据收集与存储、数据分析、信息发布等。2.主要特色在环境监测反面，小区域的环境监测还是有必要的，本系统能够实时监测显示校园环境变化，更具有调表性。ZigBee技术性能稳定，功能强大，数据精度高，适合长期使用，本系统定能够受到全校师生的青
8、睐。3.进度计划：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。五、参考文献1无线龙.Zigbee无线网络原理m.物联网应用技术.冶金工业出版社,XX.2李明亮蒙洋康辉英.例说Zigbeem.物联网落地有声.北京航空航天大学出版社,XX.3郭渊博.ZigBee技术与应用m.m.北京:国防工业出版社,XX.4周涛.基于Zigbee技术的无线传感器网络平台的设计与研究m.D.x疆大学,XX.5张文博.基于ZigBee网络的安全监控系统关键技术研究与实现D.解放军信息工程大参考文献学.XX.6孟亚辉.浅谈软件项目幵发过程巾的求分析j.科技信息,XX,11:435-436.7VidyaVartAgarwal.c#XX数据库编程入门经典（第五版）.清华大学出版社.XX.018孔琳俊.30天学通c#项目案例开发.电子工业出版社.XX.02指导教师签字时间年月日
