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背景

目前大多数的仓库，包括一些大型企业的仓库，都仅仅只是在存储方式上面下功夫，包括引进先进的自动存取机器人以及出库入库扫描登记系统，但对于仓库内部环境的监测仍存在很大漏洞，很多小型仓库完全就是靠人工去手动观测记录的，少数仓库的会通过有线的方式去获取环境数据，但有线的方式过于繁杂，且成本高，甚至在面对一些特殊的危险品仓库时反而会变成危险因素。仓库面临的首要危险便是火灾，近年来发生了许多危险品仓库爆炸事件，在这些事件中都是由于环境的不稳定，造成火灾进而演变为爆炸，给社会和人民带来巨大伤害。

功能需求

本系统的设计目的是监测危险品仓库内部的环境参数，而危险品仓库会由于环境的变化或者偶然事件的发生，造成危险因素的产生，此时若没有及时发觉危险情况，则会造成严重后果。根据所面临的具体问题，本系统需要具备的功能如下。

1. 环境参数实时监测：本系统要能够实现全天候不间断的对仓库内部环境参数的监测，所要监测数据主要包括：温度、湿度和烟雾数值，这三项是判断火灾的重要指标，同时也可以根据客户的需求增加对其他环境参数的监测。
2. 环境参数实时上传：在环境感知节点获取到指定的环境参数后，需要能够及时传输给协调器，同时协调器在接收到数据后，要实时的将数据上传至本地主机端以及云端服务器。
3. 远程查看和反向控制：在环境数据上传云端后，可以通过手机APP对云端上面的数据进行远程的查看，同时也可以通过仓库本地主机对环境数据进行实时查看，并能够在危险发生时对相应的应急设施进行反向控制。

整体设计

根据对系统整体设计要求和功能需求的分析，本设计将分为三个部分来进行开发，分别是环境参数获取子系统、环境参数上传子系统和上位机监管子系统。 环境参数获取子系统主要由终端传感器节点组成，终端传感器节点处于整个系统的感知层，负责获取感知区域内的指定环境参数，终端节点获取到环境数据后通过ZigBee自组网络将环境数据传输到协调器节点，实现对环境参数的实时获取。 环境参数上传子系统主要有协调器节点，路由器和云端服务器组成，其中协调器节点负责ZigBee自组网络的搭建和维护，该网络的搭建成功后会与环境参数获取子系统连接起来，从而获取到实时的环境参数，再使用协调器所搭载的ESP8266模块与WIFI网络连接，将环境数据通过路由器上传至OneNET云端服务器，同时协调器通过串口将环境数据上传至本地主机，最终实现环境参数的实时上传。 上位机监管子系统由主机端上位机和移动端APP组成，其中移动端APP的数据直接从云端服务器获取，但为了防止不法分子远程控制仓库内部设施，因此远程APP端不提供反向控制功能，只能实时的查看仓库环境数据。而位于仓库内部的主机端上位机则既具有实时查看环境数据的功能也具有反向控制的功能。

系统硬件结构

本系统采用ZigBee技术实现危险品仓库环境参数的监测，首先利用环境监测节点对环境数据进行收集，再通过ZigBee无线通信模块将环境数据发送至协调器节点，并上传至远程客户端，通过上位机实时进行显示，使用者可以通过上位机实时的监测仓库内部环境情况，发现异常可进行报警以及反向控制仓库内部的智能设备来应对危险情况。且为了方便仓库内工作人员及时发现，相关的环境参数会通过安装在协调器节点上的LCD液晶显示屏直接显示出来。

软件设计

本系统的实现不仅需要硬件环境的搭建，还需要在硬件的基础上开发出对应的软件来控制硬件的运行。在整体上将软件的设计分成三个部分，包括终端传感器节点数据采集、协调器节点收发数据和上位机界面显示数据与反向控制。系统中各个监测仓库环境数据的传感器模块都是相对独立工作的，自行进行环境数据的采集，最后通过ZigBee自组网络无线传输环境数据，实现一种以协调器为中心的各个终端传感器模块独立运行的数据传输系统。