基于单片机的资源监控嵌入式系统及其构建方法和应用技术方案

本发明专利技术公开一种基于单片机的资源监控嵌入式系统及其构建方法，涉及一种物联网技术。所述基于单片机的资源监控嵌入式系统包括服务器和可移植不同应用场景的嵌入式瘦客户端，所述嵌入式瘦客户端包括WiFi模块、红外感应器单片机及输出设备。所述系统的构建方法包括如下步骤：步骤(1)WiFi模块的使用；步骤(2)红外感应器的管理；步骤(3)输出设备的使用。本发明专利技术所述的构建方法也应用于图书馆座位管理系统的构建，实行对图书馆座位的管理。本发明专利技术所述的基于单片机的资源监控系统通过物联网技术，实现对各种资源的监控，从而实现对资源的调度，使资源得到充分利用。并且本发明专利技术通过改变相应的代码，即可应用到其他的场景中，实用性更高。

Embedded system of resource monitoring based on single chip microcomputer and construction method and application thereof

The invention discloses a resource monitoring embedded system based on a single chip computer and a construction method thereof, relating to the Internet of things technology. The embedded resource monitoring embedded system includes server and portable for different scenarios based on thin client, the embedded thin client includes WiFi module, infrared sensor and MCU output device. The construction method of the system comprises the following steps: step (1) the use of the WiFi module; step (2) management of the infrared sensor; step (3) the use of the output device. The construction method of the invention is also applied to the construction of a seat management system of a library, and the management of the seat of a library is implemented. The resource monitoring system based on the single-chip microcomputer realizes the monitoring of various resources through the Internet of things technology, thereby realizing the scheduling of resources and making full use of the resources. Moreover, the invention can be applied to other scenes by changing the corresponding code, and the utility model is more practical.

【技术实现步骤摘要】
基于单片机的资源监控嵌入式系统及其构建方法和应用
本专利技术涉及物联网技术，尤其涉及一种基于单片机的资源监控嵌入式系统及其构建方法和用途。
技术介绍
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是信息化时代的重要发展阶段。在物联网的时代，人们希望监控每一个物件并使其入网，实现智能化。现在的物联网设备大多是定制的，实际上，我们是可以通过一种小而灵巧的硬件装置实现通用性的资源监控，用以满足用户多变的需求。但目前，暂未见到类似的产品。国家专利局于2015年11月22日公开了一篇专利申请号为201510806590.1，名称为一种利用WiFi技术的图书馆座位管理系统的专利技术专利。此专利提出如下技术方案：包括图书馆入口单元、中心处理器单元、图书馆座位检测单元，所述图书馆入口单元包括红外收发模块、led显示屏及内置WIFI功能的单片微控制器，所述中心处理器单元包括内置WIFI功能的单片微控制器及计算机，所述图书馆座位检测单元包括红外热释电模块、红外接近开关模块及内置WIFI功能的单片微控制器，所述图书馆入口单元、图书馆座位检测单元通过WIFI与中心处理器单元相连接。本专利技术能实时检测图书馆的当前人数、座位使用情况以及恶意占座情况，并能够将这些信息实时反馈给图书馆管理人员和学生，方便管理人员对座位资源进行管理，同时也方便学生在图书馆读书自习，提高座位资源的利用率，本专利技术还可以通过WiFi与手机、平板电脑相连，使学生通过移动端设备就可以查询图书馆座位信息。但是此系统仅仅只能够应用到图书管座位管理系统，实用范围窄。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种便捷小巧的基于单片机的资源监控嵌入式系统及其构建方法，完成对资源的监控，并且支持在各种不同的应用场景中实现对不同资源的监控。本专利技术提供一种基于单片机的资源监控嵌入式系统，包括服务器和可移植不同应用场景的嵌入式瘦客户端，所述嵌入式瘦客户端包括，单片机：作为所述嵌入式瘦客户端的存储和处理模块，存储和处理监测到的资源信息；WiFi模块：连接单片机的串口，为每一个嵌入式瘦客户端提供网络通讯功能，完成与服务器之间的信息交互；输出设备：作为单片机的输出，针对不同的应用场景使用不同的输出设备完成与用户之间的信息交互；红外感应器，作为单片机的输入，用来监测公共资源的使用情况，WiFi模块和输出设备在单片机上安装、初始化后，即可组成一个嵌入式瘦客户端，完成对资源的监控和与用户间的信息交互，并实现与服务器之间的通信。对上述方案的进一步改进，所述输出设备为LED灯、LED显示屏中的一种。本专利技术还提供一种基于上述方案所述的基于单片机的资源监控嵌入式系统的构建方法，包括如下步骤：步骤1：Wi-Fi模块使用；步骤2：红外感应器的管理，当被监控资源的使用状态产生变化时，捕获变化状态，被使用输出高电平，转换为数字信号1；未被使用输出低电平，转换为数字信号0；步骤3：输出设备的使用：根据服务器返回的信息在输出设备上显示当前被监控资源的使用状态。对上述方案的进一步改进，所述步骤1包括如下具体步骤：11)设置服务器对应的IP地址与端口，完成WiFi模块的初始化；12)与服务器建立无线连接，定时向服务器发送最新的资源信息；13)接受服务器返回的处理信息，解析后通过输出设备输出。上述方案所述的基于单片机资源监控系统的构建方法可应用到图书馆座位管理系统的构建，所述图书馆座位管理系统的构建方法包括如下步骤：1)根据图书馆座位的实际情况完成硬件器件和电路的搭建，每张桌子的四个座位划分为一组，安装一个嵌入式瘦客户端；2)为单片机编写代码实现对资源的监控和与服务器之间对的互通，根据电路的连接情况，在硬件启动时初始化各端口与对应硬件，利用WiFi模块完成客户端加入局域网络的操作；初始化结束后，每过一段固定的时间与服务器建立无线连接，向服务器发送状态信息；当服务器接受到信息后，将处理完成的信号返回至嵌入式瘦客户端，根据此信号，改变座位上输出设备的状态，完成与用户之间的信息交互；3)测试封装：在经过测试，系统保证运行正常之后，将硬件封装到设计好的模具之中，并到图书馆的阅览室的座位上安装。对上述方案的进一步改进，所述步骤1)中，其中红外感应器安装在一个筒状外壳内且其与垂直面的夹角固定为30°，检测距离为0～7m。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术涉及物联网技术，通过安装在单片机上的WiFi模块、红外感应器、LED灯等输出设备，构成一个嵌入式瘦客户端，实现对一组资源的监控。用户在完成硬件安装配置之后，可以实现对多种资源的监控并且可以移植到不同的应用场景中，其灵巧便捷的特点使得其有很强的可拓展性，在许多应用场景中，都可以作为一个大系统中的一部分，拥有很强的实用性。(2)本专利技术所述系统主要包括对资源的监控、用户交互和与服务器的交互。构建方法包括单片机与各部件的连接、信息流在各部件间的流转和针对使用场景的部署。用户完成部署后可以实现对资源一对一的实时监控。部署若干嵌入式瘦客户端作为监测、通信节点，方便在各应用场景中的移植。(3)将本专利技术所述的资源监控系统应用到图书馆管理系统中时，用一个筒状的外壳将红外感应器包裹起来，并调节感应器的感应范围到7米。因为红外感应器的感应范围为一个半球形，当检测距离过大时，容易受到周围人和座位后行人的干扰，而当检测距离过小时会使得有人进入时也无法检测到，本专利技术将检测范围控制在一个柱形的范围，用一个筒状的外壳将红外感应器包裹起来，并调节感应器的感应范围到7米，这样就使得感应范围变成一个长7米的柱形。然后安装时让纸壳与垂直方向呈30°夹角，让感应的范围直达地面而且不会受到后排行人的干扰。附图说明图1本专利技术所述的基于单片机资源监控嵌入式系统的场景结构图。图2本专利技术实施例所述的基于单片机资源监控嵌入式系统的构建方法的总体流程图。附图标记：服务器-1；单片机-2；LED灯-3；红外感应器-4；WiFi模块-5。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。一种基于单片机的资源监控嵌入式系统，包括服务器1和可移植到不同应用场景的嵌入式瘦客户端，所述嵌入式瘦客户端包括，单片机2：作为所述嵌入式瘦客户端的存储和处理模块，存储和处理监测到的资源信息；WiFi模块5：连接单片机的串口，为每一个嵌入式瘦客户端提供网络通讯功能，完成与服务器之间的信息交互；输出设备：作为单片机的输出，针对不同的应用场景使用不同的输出设备，完成与用户之间的信息交互；在本实施例中，所述输出设备为LED灯3；红外感应器4，作为单片机的输入，用来监测公共资源的使用情况，WiFi模块5和LED灯3在单片机2上安装、初始化后，即可组成一个嵌入式瘦客户端，完成对资源的监控和与用户间的信息交互，并实现与服务器之间的通信。图1是应用上述基于单片机的资源监控嵌入式系统的图书馆座位管理系统的场景图，是由本嵌入式瘦客户端和服务器1组成的完整系统。因为本系统使用瘦客户端模式，只需更改服务器1的内容就可以完成系统的更新或移植。当一个客户端完成安装后，在服务器端新建一个对应的资源，就可以开始对资源的控制。瘦客户端启动并运行之后的具体操作步骤包括：对资源的监控，信息的传输和对用户的反馈。所述图书馆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机的资源监控嵌入式系统，其特征在于：包括服务器和可移植不同应用场景的嵌入式瘦客户端，所述嵌入式瘦客户端包括，单片机：作为所述嵌入式瘦客户端的存储和处理模块，存储和处理监测到的被监控的资源信息；WiFi模块：连接单片机的串口，为每一个嵌入式瘦客户端提供网络通讯功能，完成与服务器之间的信息交互；输出设备：作为单片机的输出，针对不同的应用场景使用不同的输出设备完成与用户之间的信息交互；红外感应器，作为单片机的输入，用来监测公共资源的使用情况，WiFi模块和输出设备在单片机上安装、初始化后，即可组成一个嵌入式瘦客户端，完成对资源的监控和与用户间的信息交互，并实现与服务器之间的通信。

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的资源监控嵌入式系统，其特征在于：包括服务器和可移植不同应用场景的嵌入式瘦客户端，所述嵌入式瘦客户端包括，单片机：作为所述嵌入式瘦客户端的存储和处理模块，存储和处理监测到的被监控的资源信息；WiFi模块：连接单片机的串口，为每一个嵌入式瘦客户端提供网络通讯功能，完成与服务器之间的信息交互；输出设备：作为单片机的输出，针对不同的应用场景使用不同的输出设备完成与用户之间的信息交互；红外感应器，作为单片机的输入，用来监测公共资源的使用情况，WiFi模块和输出设备在单片机上安装、初始化后，即可组成一个嵌入式瘦客户端，完成对资源的监控和与用户间的信息交互，并实现与服务器之间的通信。2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的资源监控嵌入式系统，其特征在于：所述输出设备为LED灯、LED显示屏中的一种。3.一种如权利要求1-2任一项所述的基于单片机的资源监控嵌入式系统的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：Wi-Fi模块使用；步骤2：红外感应器的管理，当被监控资源的使用状态产生变化时，捕获变化状态，被监控资源被使用时输出高电平，转换为数字信号1；被监控资源未被使用时输出低电平，转换为数字信号0；步骤3：输出设备的使用：根据服务器返回的信息在输出设备上显示当前被监控资源的使用状态。4.根据权利要求3所述的一种基于单片机的资源监控嵌入式系统的构建方法，其特征在于：所述步骤1包括如下具体步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴瑾，田野，袁振，何菁，
申请(专利权)人：南京大学金陵学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32