机房环境参数监控系统40软件设计41.docx

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机房环境参数监控系统40软件设计41

毕业设计报告（论文）

报告（论文）题目：

机房环境参数监控系统

软件设计

作者所在系部：

电子工程系

作者所在专业：

电子信息工程

作者所在班级：

B09212

作者姓名：

作者学号：

20094021204

指导教师姓名：

完成时间：

2013年6月20日

北华航天工业学院教务处制

北华航天工业学院

毕业设计（论文）任务书（理工类）

学生姓名：

专业：

电子信息工程班级：

B09212学号：

指导教师：

职称：

副教授完成时间：

2013.6

毕业设计（论文）题目：

机房环境参数监控系统软件设计

题目来源

教师科研课题

纵向课题（）

题目类型

理论研究（　）

注：

请直接在所属项目括号内打“√”

横向课题（　）

应用研究（　）

教师自拟课题（√）

应用设计（√）

学生自拟课题（　）

其他（　）

总体设计要求及技术要点：

机房是数据中心重要的基础设施，可以比喻为数据中心的摇篮。

它是指在一个物理空间内实现信息的集中处理、存储、传输、交换、管理。

计算机设备、服务器设备、网络设备、存储设备等是数据中心机房的核心设备。

一旦机房环境设备出现故障，就会影响整个计算机系统运行，对数据传输、存储及系统运行的可靠性构成威胁，如事故严重又不能及时处理，就可能损坏硬件设备，造成严重后果。

机房环境参数监控系统主要是针对机房的环境进行监控，发现参数异常，即时采取电话、短消息等多种报警方式进行报警，并记录历史数据和报警事件，还可以通过以太网进行远程查看。

总体设计要求：

本课题主要研究机房环境参数监控系统的软件设计，需配合硬件实现监控功能，用LCD显示现场环境参数（主要是温度和湿度）的数值，可以进行数据的存储和查看，可以设定报警的上下限，超限后可以打电话或发短信报警，具有连接远程网络的功能，并考虑软件的健壮性。

技术要点：

单片机编程技术，通信模块编程，上位机编程

基本要求：

实现单片机控制的温度、湿度采集，用LCD显示数值，可以进行数据的存储和查看，可以设定报警的上下限，超限后可以打电话或发短信报警。

较高要求：

实现TCP/IP协议发送数据，实现连接远程网络的功能，在远程计算机上以Web形式浏览机房各环境参数值。

工作环境及技术条件：

工作环境：

实验室环境

技术条件：

单片机开发环境、模拟量信号采集技术、TCP/IP协议、Web主页设计

工作内容及最终成果：

本题目要求应用单片机设计一套机房环境参数的监控系统（主要侧重于软件设计），具体要求如下：

（1）测量精度：

温度误差不大于±0.5℃，湿度误差不大于±0.5%RH；

（2）测量点数：

不小于20个；

（3）系统工作环境温度:

-20℃～70℃；

（4）实时监测机房温度、湿度（可扩展增加水浸、烟雾、电源通断、门磁、窗磁监测）；

（5）可现场设置各报警参数的上下限，具有数码显示，报警显示等功能；

（6）具有拨打手机电话及发送手机短信的功能；

（7）提供基于Web的管理界面，具有远程设置、查看功能。

最终成果：

结合硬件（电路板级成果或成形产品）实现机房环境参数的监控，提供使用说明书。

时间进度安排：

1、第七学期第6周～第15周，查阅资料，完成开题报告、文献综述、外文文献翻译

2、第七学期第16周～第17周，开题报告审阅、答辩

3、第八学期第1周～第3周，分析机房环境，确定参数的路数，确定实现方案

4、第八学期第4周～第6周，设计软件流程图，完成温度、湿度信号的采集和调理

5、第八学期第7周～第11周，设计单片机控制的主程序，设计键盘输入、数据存储与LCD显示、超限报警等模块的子程序，设计GSM通信模块的子程序

6、第八学期第12周～第14周，进行软件联调，完成主程序对子程序的调用，进行软硬件联调，完成基本的温湿度监控功能

7、第八学期第14周～第15周，优化功能，完成毕业设计论文

指导教师签字：

年月日

教研室主任意见：

教研室主任签字：

年月日

北华航天工业学院

本科生毕业设计（论文）原创性及知识产权声明

本人郑重声明：

所呈交的毕业设计（论文）

机房环境参数监控系统软件设计

是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本设计（论文）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

因本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。

本毕业设计（论文）成果归北华航天工业学院所有。

本人遵循北华航天工业学院有关毕业设计（论文）的相关规定，提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本。

本人同意北华航天工业学院有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以营利为目的的前提下，可以公布非涉密毕业设计（论文）的部分或全部内容。

特此声明

毕业设计（论文）作者：

指导教师：

年月日年月日

摘要

随着通信技术的不断发展以及人们对生活要求的不断提高，实现机房智能远程控制已经成为必然趋势。

机房要实现六项智能化要求，其中包括实行安全防范自动化监控管理：

对机房的火灾、有害气体的泄漏实行自动报警；机房设置紧急呼叫系统；防盗报警系统应安装红外或微波等各种类型报警探测器；系统应能与计算机安全综合管理系统联网；计算机系统能对报警系统进行集中管理和控制。

针对机房应用环境,对无线报警系统进行了研究,提出一种低成本、面向机房应用的远程报警器。

硬件主要由STC89C51单片机、NRF24L01无线通信模块及DS18B20等传感器组成。

系统采用无线通信方式,可以完成温度监测、自动报警等功能。

实验证明,系统具有成本低、无需布线、安装简单、扩展性强等特点,可以广泛应用于机房自动化控制。

关键词单片机温度传感器通信单元机房

Abstract

Ascommunicationstechnologycontinuestoevolveandpeople'sincreasingrequirementsforlife,forhomeintelligentremotecontrolhasbecomeaninevitabletrend.MinistryofConstructionHousingIndustrializationPromotionCenterproposedtoachievethesixintelligentresidentialdistrictrequirements,includingtheimplementationofautomatedsecuritymonitoringandmanagement:

forresidentialfires,hazardousgasleakimplementautomaticalarm;residentialsettingemergencycallsystem;burglaralarmsystemshouldbeinstalledinfraredormicrowaveandothertypesofalarmdetectors;systemshouldbeintegratedwiththemanagementsystemfornetworkedcomputersecurity;computersystemcanalarmsystemforcentralizedmanagementandcontrol.

Forindoorapplicationsenvironmentforwirelessalarmsystemstudied,presentsalow-cost,family-orientedapplications,remotealarm.HardwareconsistsofSCMSTC89C51,NRF24L01wirelesscommunicationmoduleandDS18B20othersensors.Systemuseswirelesscommunication,youcancompletetemperaturemonitoring,automaticalarmfunctions.Experimentalresultsshowthatthesystemhasalowcost,nowiring,easyinstallation,scalability,andothercharacteristics,canbewidelyusedinhomeautomation.

KeywordsMicrocontrollertemperaturesensoracommunicationunitEngineroom

机房环境参数监控系统软件设计

第1章绪论

1.1课题背景及国内外研究概况

在现在社会中,单片机、传感器等电子元件的应用越来越广泛。

利用单片机和传感器等电子元件结合C语言编程，来实现温度智能控制，已经是现代一个普遍的研究课题。

机房环境自动温度控制系统，是以机房为环境，自动控制机房温度的单片机系统。

20世纪80年代末，铂热电阻温控系统刚出现时，为普通电子电路，非智能性结构，功能上也较单一，只有现实和热保护功能。

随后为实现温度信号的远传现实和控制，在温度控制系统上添加了4-20mA电流输出，使温控系统具备温度变送器功能，在测温同时同步输出温度信号。

在90年代，电子仪器产品大都采用微电子技术进行升级换代，大幅度提高产品的可靠性。

随着应用领域的不断扩展，温度控制系统继续采用RS-485有线通讯方式，在很多情况下都很难满足要求。

通讯的网络化、智能化、集成化、标准化是当代的发展趋势。

面向不同的应用，温度采集和控制系统也应改进通讯结构，尽量具有多样性的、使用标准协议的通讯方式。

1.2目的意义

目的：

本设计目的是设计一款基于温湿度传感器SHT11、AT89S51单片机，用，由12864字符型LCD显示的温湿度计。

意义：

随着人们生活水平的提高，现在在日常生活中为了人们的身体健康，经常需要对室内空气温度与湿度进行测量，当湿度达到一定值时对空气进行加湿，以减少疾病的发生，本设计为之提供一种快捷高效、低成本的测量工具。

1.3技术指标

1、时时检测当前温度和湿度；

2、当温湿度或者燃气超标时启动报警系统

3、采用LCD作为显示。

第2章方案选择

2.1方案选择

方案一：

采用单总线的DS18B20的温度传感器和HS110X相对湿度传感器为主要芯片的温湿度计。

图2-1HS110X温湿度传感器

方案二：

采用集温湿度传感器于一体的SHT11芯片为主要芯片的温湿度计。

图2-2SHT11温湿度传感器

由于方案一中采用的是传统的模拟式湿度传感器，一般不仅要设计信号调理电路，还要经过复杂的校准和标定过程，其测量精度难以保证。

而SHT11是瑞士Sensiri-on公司生产的具有二线串行接口的单片全校准数字式新型相对湿度和温度传感器，可用来测量相对湿度、温度和露点等参数，具有数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换的特点。

该传感器将CMOS芯片技术与传感器技术融合，为开发高集成度、高精度、高可靠性的温湿度测控系统提供了解决方案。

所以本设计采用的