一、課題綜述及研究意義 目前我國的圖書館已達36萬所，藏書40多億冊，具有相當大的規模，這些圖書館保存這很多寶貴的紙質的資料[1]。根據大量的研究數據表明，影響這些紙質檔案資料壽命的因素主要是圖書館內部的溫濕度和光照度。因此為了能夠更好地保存圖書館中這些珍貴的實體資料，有必要對圖書館的溫度、濕度和光照度進行嚴格地實時監控。經過一些調查發現，人工測量記錄溫濕度是現今大多數圖書館使用的環境監控方法，一天2～3次。這種方法最大的問題在于并不能及時發現問題，對圖書館環境進行實時地監控。當現代科技的發展已深入千家萬戶，虛擬儀器技術的發展也不容小覷，在諸多工程類的工作領域得到了很好的應用以及推廣。利用LabVIEW軟件設計的圖書館環境監控系統可以有效地解決以上提出的問題。這套系統不僅可以降低成本進行成本控制，而且大大的提高了工作效率。 1、圖書館環境監控系統的國內研究現狀： 不同地區的圖書館采用不同的環境因子參數監控方法,經濟發達的地區已經開始逐步采用自動化程度較高的環境監控設備，例如圖書館的中央空調系統，集中向圖書館送風以控制圖書館內的溫度[2]。近年來隨著測量測試技術、無線通信技術和傳感器技術的飛速發展，許多高校、企業和科研單位相繼開展了關于圖書館環境監控系統研究,取得了大批優秀的科研成果,而且這些優秀成果也在實際生活中得到了很好的應用。 2、圖書館環境監控系統的國外研究現狀： 在對圖書館的配套設施布置與建筑結構設計的時候，基本上所有單位都很嚴格，而涉及到制訂其內部配套的規章制度的時候，大同小異的都會提及到防災、防火、防盜以及防潮等相關的內容。從1980年之后，世界上許多國家以及個人都意識到圖書館環境的重要性，逐步開始以圖書館為模型的溫濕度的自動控制系統的研究，同時也開始出現關于圖書館的環境溫濕度的無線監測設備。包括東京國立博物館通過無線通信搭配有限組網的技術建立了一種無線傳感系統，實現了對館內環境的實時監控。但這樣的系統僅僅局限于信息采集，無法實現環境因子的自動控制。 本課題提出了基于ZigBee和LabVIEW的圖書館環境監控系統設計，將傳感器技術、計算機技術、無線通信技術、虛擬儀器技術相結合，根據圖書館存書的需求，建立適宜的圖書館環監控系統，可方便直觀地對圖書館環境進行實時監控。除此之外，本課題也將涉及預防火災的聲光報警設計。 二、課題擬采取的研究方法和技術路線 研究方法： 將傳感器技術、計算機技術、無線通信技術、虛擬儀器技術相結合，從硬件方面和軟件方面對圖書館溫度、濕度、光照度等環境因進行系統監控設計。 技術路線： 硬件方面包括傳感器節點模塊、匯聚節點模塊和網關節點模塊。其中，傳感器節點模塊負責數據采集并將數據通過無線傳輸到匯聚節點。而匯聚節點選擇與網關節點最近最短的傳輸路徑將數據傳輸到網關節點。網關節點負責接收來自最近匯聚節點傳來的數據，將數據通過RS-232傳輸給計算機。 數據管理平臺采用LabVIEW軟件設計開發，實現良好的人機交互。 三、主要參考文獻 [1] 榮紅濤. 從行業角度看我國圖書館法治建設的根本任務[J]. 情報資料 工作,2008,02:83-86. [2] 畢長泉,曹健,李亞君,王立東. 低碳時代高校圖書館節能策略研究[J]. 科 技息,2012,36:34. [3] 于軍,關潤田. 智能家居環境監測控制系統的設計[J]. 吉林化工學院學 報,2012,03:67-69+76. [4] 劉銘,楊智勇,常超. 基于WSN的煤礦安全監測預警系統設計[J]. 礦業 安全與環保,2013,03:36-39. [5] 王哲敏. 無線傳感器網絡在風力發電機組狀態監測中的應用研究[D].內 蒙古科技大學,2010. [6] 王朝霞. ZigBee無線傳感器網絡節點硬件與組網協議設計[D].內蒙古大 學,2011. [7] 閆文達. 基于能量優化的ZigBee路由算法研究及應用[D].蘭州交通大 學,2013. [8] 朱恒軍,于泓博,王發智. 環境監測物聯網傳感器節點設計與實現[J]. 計 算機科學,2012,08:126-129. [9] 楊燁,董惠. 基于ZigBee的無線傳感器網絡節點的設計[J]. 現代電子技 術,2009,17:140-142. [10] 韓德宇,趙輝,岳友軍,崔東波. 基于PROFIBUS-DP的智能電動執行機 構關鍵技術研究[J]. 天津理工大學學報,2006,04:30-32+68. [11] 喬建良. 智能光敏電阻檢測裝置研究與設計[D].南京理工大學,2006. [12] 王長濤,韓忠華. 基于TSL256X的光強檢測的LED路燈智能控制系統 方案設計[J]. 數字技術與應用,2011,08:159. [13] 吳夢宇,王猛猛. 傳感器在火災監測中的應用[J]. 林業機械與木工設 備,2012,05:51-52. [14] 凌炎鑫. 無線傳感器網絡在鐵路棉花運輸安全監測中的應用研究[D]. 北京交通大學,2013. [15] 謝望. 氣體傳感器技術的現狀和發展趨勢[J]. 儀器儀表用 戶,2006,05:1-2. [16] 朱永利,韓凱,張哲. WSN中數據傳輸瓶頸問題解決方案研究[J]. 微型 機.與應用,2009,23:36-39. [17] 倪瑛,傅大梅. 基于無線傳感器網絡的溫室監測系統的設計[J]. 南京工 業職業技術學院學報,2010,04:39-41. [18] 王輝,董學仁,楊小偉,劉豐男. 基于ZigBee的溫室無線監測系統設計 [J]. 儀器儀表與分析監測,2012,02:30-33. [19] 劉輝,趙麗芬,孫番典,張品. 基于CC2530的ZigBee射頻收發模塊設計 [J]. 云南民族大學學報(自然科學版),2012,06:452-456. [20] 李定江. 基于ZigBee的大棚環境監控系統的設計[D].遼寧工程技術大 學,2009. [21] 張洋. 無線傳感器網絡在文物保護環境監測系統中的研究[D].山東建 筑大學,2013. [22] 陳廷俠,趙紅枝. MAX232在串口通信中的作用分析與測試[J]. 新鄉學 院學報(自然科學版),2009,04:19-21. [23] 高康. 基于ZigBee的檔案庫房環境監控系統研究與實現[D].青島大 學,2014. [24] 《測控技術》2007年度目次索引 2007年第26卷第1~12期(總第 179~190期)[J]. 測控技術,2007,12:90-92. [25] 牛宇卿.基于無線傳感器網絡的無線糧情監控系統的設計與實現[D].太 原理工大學碩士論文2011-O5-O1 [26] Peng Jiang, Hongbo Xia, Zhiye He et al.. Design of a Water Environment Monitoring System Based on Wireless Sensor Networks[J]. Sensors, 2009, 9(8). [27] CC2430 System-on-Chip for 2.4GHz ZigBee/IEEE 802.15.4 with Location Engine[EB/OL].http://www.ti.com. [28] Suggestions for the improvement of the IEEE 802.15.4 standard.http://www.Ieee.org2003一07. [29] ZigBee Specification 2006[EB/OL] .http://www.zigbee.org. [30] Ian D ChakeresLukeKlein-Berndt.AODVjr}AODVSimplified[J].Mobile Computing.
二、畢業設計（論文）工作實施計劃www.628tf.com （一）畢業設計（論文）的理論分析與軟硬件要求及其應達到的水平與結果 理論分析設計： 1、系統設計方案的分析論證； 2、網絡拓撲結構的設計； 3、傳感器節點、匯聚節點（網關節點）模塊的工作原理設計； 4、上位機管理平臺的基本功能設計； 硬件設計要求：確定要選擇的器件及其類型，繪制出詳細的硬件結構框圖與原理圖。 軟件設計要求：配合硬件設計，繪制程序流程框圖。 |
