基于物联网的智能机房环境监控系统

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摘要：本设计以ArduinoMega2560控制器为核心，传感器采集环境的温度、湿度、光照强度、烟雾气体等，通过WiFi-ESP8266无线模块传输到室内路由器，通过路由器的中转上传到物联网OneNET云服务器，服务器收到数据之后，用户可以利用手机APP软件客户端或者电脑PC网页端等方式实现对智能家居的环境监测和LED灯光照明以及继电器的开关控制，支持室内局域网和室外异地远程控制。

关键词：环境监控;OneNET云服务器;远程控制

0 绪论

智能机房环境监控系统分为机房监控单元和机房监控平台两部分。机房监控单元部署在机房现场，通过传感器采集环境信息，将相关的数据通过WIFI无线通信技术上传到物联网云端服务器。机房监控平台利用物联网的Web网页和APP应用直接面向用户，为用户提供传感器云服务，并通过实时数据处理，为用户提供安全可靠的状态监控，实现了用户通过OneNET进行控制家庭的各个家电的开关，同时采集家庭环境的温度、湿度等信息上传到OneNET平台，通过传感器采集的参数，系统将自动执行相应的动作控制相应的设备。

1 总体方案设计

1.1 传感器温湿度采集模块

此模块所用的是DHT11温湿度传感器，用于收集机房内的温度和湿度数据。DHT11温湿度传感器由数字模块采集技术和温湿度传感技术两种技术组成的。DHT11传感器的硬件由一个电阻式的感湿元件和一个NTC测温元件组成的，由8位单片机进行控制和檢测，每个DHT11传感器都在湿度校验室中进行校准，传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数。

1.2 烟雾检测模块

烟雾传感器模块主要是负责获取房间的烟雾浓度，防止火灾。用烟雾传感器MQ-2来实时检测烟雾浓度，MQ-2四个引脚，单片机使能时VCC接5V电源，GND接地，AOUT和DOUT分别接单片机的数字引脚A3、D7连线后，即能使MQ-2开始工作，其输出为0-5V直流电压，烟雾浓度越大，输出电压越大。当APP收到数据信息，可以及时去阻止处理，避免损失。

1.3 光照电阻传感器模块

光照电阻传感器用于测量机房环境的光照强度，就是利用光敏电阻受光线强度影响而阻值发生变化的原理向开发板发送光线强度的模拟信号。当光照强度越高，光电管的电流也就越大，电流通过一个电阻时，电阻两端的电压被转换成可被采集器的数模转换器接受的0-5V电压，然后采集以适当的形式把结果保存下来。

1.4 液晶显示模块

LCD1602屏幕为2行，LCD1602屏幕每行都能显示16个字符，并且是字符型显示器，能显示单片机传出的数字和字符，但是不具备显示汉字的功能。它的功能是负责机房里面可以显示温湿度数据，当工作人员在现场不用APP也可以即时看到室温湿度烟雾浓度。根据系统设计的实际应用的需求，我们选用LCD1602为系统的显示器。

1.5 即时报警模块

使用I/O口定时翻转电平驱动蜂鸣器方式的设置比较简单。主要作用是负责向用户反馈危险信息，比如当检测到机房中烟雾浓度过大时或温湿度不正常等，单片机控制蜂鸣器发出警报30S，如果有工作人员就会听到，最大可能的避免损失。

1.6 数据采集模块

ONENET平台，不仅能在物联网上显示机房的环境信息，温度和湿度等，同时可以在网上控制机房内的总电路和光照。ONENET支持设备采用HTTP协议的数据进行结构封装来连接平台中，进而得以数据传输，系统用户可以实现对终端采集的数据进行上传和保存。系统终端负责采集现场环境数据并且上传到云平台。只有当系统用户在不需要云平台实时向终端设备下达指令时，就可以采用HTTP协议接入系统的终端设备。

2 软件设计与实现

当系统开始上电，通过ESP8266WiFi模块接入路由器，系统接入互联网，我们把系统放在在所需要监控的环境当中，通过温湿度传感器、烟雾传感器等采集现场环境空气中的温度、湿度、光照强度和机房的烟雾浓度，ArduinoMega2560会将采集的数据上传到ONE-NET云平台，ONENET平台的Web界面会根据记录接收到的现场数据，自动绘制曲线图;并将绘制的图进行展示，当系统接受到的数据超出平台设定的数值，平台会自动的给用户发送提醒邮件。用户就可以通过APP应用随时随地的监测现场实际情况，系统监控图如图1所示。

3 结论与展望

本文对基于物联网的智能机房环境监控系统的总体设计方案及软件设计进行了简单介绍，希望未来物联网平台的发展将会向着更智能化发展，终端接入能够与操作系统结合起来，降低系统终端应用开发难度和提高系统应用的普及提供了平台，平台接入更加智能，未来的物联网架构更加简单，缩短信息路径长度，提高物联网的实时性。

参考文献

[1]彭德林.物联网技术的研究与探讨[J].科技创新导报，2011，19（1）：3450.

[2]钱志鸿，王义君.面向物联网的无线传感器网络综述[J].电子与信息学报，2013，01：2015-227.

[3]刘畅.物联智能家居家庭安防系统关键技术研究刘畅.武汉工程大学，2014，04，25.

[4]Yeelink：智能家居遇到物联网[J].信息与电脑（理论版），2013，12：64.

[5]宗学军，宋国库，陈斌等.基于无线传感器网络的楼宇环境监测系统设计.姜雪原.自动化与仪表，2011.26（4）：23-26.