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毕设论文--线无传感器网络远程数据传输.doc
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毕设论文--线无传感器网络远程数据传输.doc
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I
摘 要
无线传感器网络是由大量无处不在的微小传感器节点组成,它能根据环境自
主完成指定任务的自治监控功能,使用灵活、方便,已在国内外军用、民用领域
得到广泛关注,是对 21 世纪产生巨大影响力的技术之一。
本文主要是提出无线传感器网络应用于战场环境监控方面的数据远程传输解
决方案。通过串口与汇聚节点连接,接收汇聚节点发送过来的数据,实现无线传
感器网络监测功能。本地监控软件系统后台采用 Microsoft Office Access 2007 数
据库,实现数据的存储。通过利用定时器定时读取数据库,完成对节点采集数据
信息的实时更新。本设计选用 SQL Server 2008 完成以太网中数据库远程连接,并
将数据通过以太网传输至远程计算机终端。远程监控预警软件系统前台应用
Visual Studio 2008 编程开发环境,采用 C#语言对进行界面设计、实现。
本设计通过数据库远程访问技术和 C#软件编程,完成了无线传感器网络数据
的远程传输,实现了远程终端对无线传感器网络数据的访问,为无线传感器网络
与军用网络无缝连接提供了解决办法,对无线传感器网络网络在实战中的地位、
作用提高有重大意义。
关键词: 无线传感器网络;界面设计;数据库远程访问;串口通信
II
Abstract
WSN consists of a mass of sensor nodes deployed everywhere . It can perform
assigned task automaticlly according to deployed environment and it is flexible and
convenient . Due to these advantages , WSN has gained extensive attention in military
and civilian field and it has been one of technologies which have greet influence on the
21
st
century.
In this paper , we put forward a data remote transmission solution to battlefield
environment monitoring using WSN .In this solution , we connect lower computer
through serial port to perform monitoring function .
We apply Microsoft Office Access 2007 Database in the backgwind of local
monitoring software system to complete data storage ,the timer in reading database to
accomplish read-time updates of information collected ,the SQL Server 2008 in
realizing remote connection of data ethernet and transmitting data to remote terminal .
In the foreground of remote monitoring software system , we use C# which based on
VS platform to design interface . the data remote transmission solution contribute to
expanding function of WSN and it offers solution to seamless connection of WSN and
military network.
The date romote transmission and the remote terinal access to data of Wireless
Sensor Network are completed in This design by the remote database access technology
and C# software programming . It can perform assigned task according to
environment .It’s flexible and convenient .
Key Words: Wireless Sensor Network , interface designation,Remote access databases,
Serial communication
III
目 录
摘 要 ......................................................I
ABSTRACT ..................................................II
目 录 ...................................................III
第一章 绪论 ................................................1
§1.1 引言 ..............................................................................................................................................1
§1.2 课题背景与研究意义 ..................................................................................................................2
§1.3 无线传感器网络应用研究现状...................................................................................................3
§1.4 设计任务 ......................................................................................................................................5
第二章 无线传感器网络和以太网简介 ..........................7
§2.1 无线传感器网络......................................................7
§2.1.1 无线传感器网络工作机制........................................7
§2.1.2 无线传感器网络的协议..........................................8
§2.1.3 无线传感器网络构架............................................8
§2.2 以太网..............................................................9
§2.2.1 IEEE802.3 标准 ................................................9
§2.2.2 CSMA/CD 共享介质以太网 .......................................10
§2.2.3 以太网的工作原理.............................................11
第三章 基于 WSN 的侦察与监控系统 ...........................12
§3.1 基于 WSN 的侦察与监控系统设计.......................................12
§3.2 节点的硬件系统.....................................................13
§3.3 侦查与监控系统本地监控软件系统.....................................14
§3.3.1 本地监控软件功能设计.........................................14
§3.3.2 本地数据库设计...............................................15
第四章 远程传输方案实现 ...................................16
§4.1 数据远程传输方案的论证 .............................................16
§4.2 远程监控预警软件设计要求 ...........................................16
§4.3 远程监控与远程预警功能设计思路.....................................17
§4.4 远程监控预警软件开发平台 ...........................................19
II
§4.4.1 开发工具的选择...............................................20
§4.4.2 开发工具概述.................................................20
§4.5 远程终端串口数据获取...............................................23
§4.6 数据库的远程访问 ..................................................24
§4.6.1 远程终端的数据获取.............................................................................................24
§4.6.2 SQL SERVER2008 设置开启远程连接 ......................................................................25
§4.6.3 ACCESS 数据库升迁到 SQL SERVER 数据库..............................................................26
§4.7 远程监控软件的程序设计.............................................30
§4.7.1 传感器数据远程监控功能实现...................................30
§4.7.2 远程预警功能实现.............................................33
§4.7.3 数据库远程连接设置功能实现...................................38
第五章 无线传感器网络数据远程传输测试 .....................42
§5.1 远程传输测试环境搭建...............................................42
§5.2 远程传输测试内容...................................................42
§5.3 远程传输测试步骤...................................................43
§5.3.1 远程监控预警软件初始化.......................................43
§5.3.2 远程数据库连接测试...........................................44
§5.3.3 远程监控预警功能测试.........................................45
§5.4 远程传输测试结果...................................................47
第六章 总结与展望 .........................................48
§6.1 工作总结...........................................................48
§6.2 展望...............................................................49
§6.2.1 系统发展建议.................................................49
§6.2.2 本设计发展建议...............................................49
谢 辞.....................................................51
参考文献...................................................52
附 录.....................................................54
附录 A:主窗口的主要程序代码 .............................................54
附录 B:后台设置框口主要代码 .............................................78
附录 C:预警图片窗口主要代码 .............................................91
附录 D:数据库操作 DBHELPERSQL.CS 代码 .....................................94
1
第一章 绪论
作为一种新兴技术无线传感器网络以其节点体积小、节点数量大且具有自适
应性、无中心自组织、网络动态性强等特点,受到国内外专家的关注,近几年随
着对无线传感器网络的研究深入,以其为技术基础开发的应用已经广泛的应用于
军、民用领域中。
§1.1 引言
更小、更廉价的低功耗计算设备代表的“后 PC 时代”冲破了传统台式计算机
和高性能服务器的设计模式,普遍的网络化带来的计算处理能力是难以估量的,
微机电系统(micro-electro-mechanism system,简称 MEMS)的迅速发展奠定了设计
和实现片上系统(system on chip,简称 SOC)的基础。以上三方面的高度集成又孕育
出了许多新的信息获取和处理模式,传感器网络就是其中一例。随机分布的集成有
传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点通过自组织的方式构成网络,借助于
节点中内置的形式多样的传感器测量所在周边环境中的热、红外 声纳、雷达和地
震波信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体
的大小、速度和方向等众多我们感兴趣的物质现象。
在通信方式上,虽然可以采用有线、无线、红外和光等多种形式,但一般认为
短距离的无线低功率通信技术最适合传感器网络使用。目前 GSM 和 3G 等无线移
动通信技术以及蓝牙、WIFI、Ad-hoc 等无线局域网技术应用日益广泛,但这些通
信技术普遍存在设备系统复杂、功耗较大、成本很高,因而不适合在一些低数据
速率和通信范围较小的场合应用。而无线传感器网络采用的 ZigBee 是一种新兴的
适合短距离、低速率无线组网通信技术。作为一种介于无线标记技术与蓝牙技术
之间的技术提案,无线传感器网络主要用于近距离无线连接。它有自己的无线标
准,通过数千个微小的传感器之间相互协调来实现通信。具有成本低、体积小、
省去复杂的布线等优点。以传感器和自组织网络为代表的无线应用并不需要较高
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