基于ZigBee的机房环境监控系统设计与实现的开题报告.docx

基于ZigBee的机房环境监控系统设计与实现的开题报告
开题报告
一、课题背景及研究意义
机房有着很高的温度、湿度、烟尘等要求，如果出现温度过高等异常情况，会对服务器、交换机等设备造成危害。因此，对机房的环境监控十分重要。目前，传统的环境监控方案主要采用有线传感器进行数据采集，但该方案不如无线采集方案更加灵活且具有更低的运维成本。ZigBee技术作为一种低功耗、低速率、低成本的无线通信技术，为机房环境监控提供了一种新的解决方案，本项目基于ZigBee技术进行研究和应用，设计并实现机房环境监控系统，以提高机房环境监控的精度及效率。
二、国内外研究现状
1.国内研究现状
随着互联网和数字化技术的飞速发展，国内各大数据中心的机房环境监控技术和设备逐渐成熟。国内引入了美国ASHRAE标准进行机房准入合规，在硬件方面，各大硬件厂商纷纷推出了自己的机房环境监控系统，例如大云环境、三旺智能、中移物联等公司均推出了基于无线传感器的环境监控系统；在软件方面，ARM物联网平台、ThingSpeak、IBM物联网平台等都提供了优秀的数据分析和展示功能的物联网平台。但总的来说国内研究还有诸多不足，如缺少统一的标准、生态不健全等问题还需要加强研究。
2.国外研究现状
国外对基于ZigBee的机房环境监控系统的研究较早，在硬件方面，美国GE公司提出了一种基于ZigBee的智能电表系统，其作为机房环境监控系统的一部分，可对机房供电进行实时监测；在软件方面，欧洲控制工程学会(EuropeanControlEngineering)提出了一个基于ZigBee的无线传感器网络系统，用于环境监测和控制，并提供了相应的数据分析和可视化分析功能。总体来说，国外在机房环境监控技术上已有相对成熟的解决方案，但高成本、设备复杂等问题仍是阻碍其在国内推广应用的主要因素。
三、研究内容和目标
本项目旨在设计和实现一种基于ZigBee的机房环境监控系统。具体研究内容和目标如下：
1.调研机房环境监控技术和设备，分析其优缺点，确定基于ZigBee技术的机房环境监控系统最佳方案。
2.设计无线传感器网络拓扑结构，进行无线传感器节点的布置，确定节点之间的通讯协议及数据传输方案。
3.利用ZigBee网络对机房的温度、湿度、烟雾等状态进行实时监控、管理和告警，优化机房环境监控系统。
4.设计并实现数据采集端和数据处理端，实现机房环境数据的采集、存储、传输和可视化展示。
5.进行机房环境监控系统的测试和评估，验证系统的可靠性、稳定性和性能。
四、研究方法和技术路线
本项目将采用以下技术和方法进行研究：
1.采用ZigBee协议进行无线传感器节点之间的通信。
2.利用传感器采集机房的温度、湿度、烟雾等环境数据。
3.设计服务器端程序，接收并处理传感器上传的数据，实现认证、存储、分析和展示功能。
4.利用Python编程语言开发服务器端程序，实现对ZigBee协议和无线传感器的控制。
5.设计和实现用户界面，包括Web界面和移动端界面，向用户展示机房环境监控系统的实时状态及历史数据。
五、预期成果
本项目的预期成果包括以下几个方面：
1.设计出符合机房环境需求的ZigBee无线传感器网络拓扑结构。
2.实现基于ZigBee协议的无线传感器节点的数据采集功能。
3.开发服务器端程序，实现数据认证、存储、分析和展示功能。
4.设计并实现Web界面和移动端界面，向用户展示机房环境监控系统的实时状态及历史数据。
5.对机房环境监控系统进行测试和评估，验证其可靠性、稳定性和性能。
六、进度计划
本项目的具体时间进度计划如下：
阶段一：文献调研与需求分析(2周)
阶段二：无线传感器网络设计(3周)
阶段三：服务器端程序开发(2周)
阶段四：用户界面设计与实现(3周)
阶段五：测试评估和总结报告(2周)
总计：12周
注：1个工作日为8小时。
七、参考文献
1.M.Q.Ahmed,P.K.Paul,andT.Hayat,“IOTBasedRoomEnvironmentMonitoringSystemusingArduinoandZigbee”,InternationalJournalofComputerApplications(0975–8887)Volume133–No.13,January2016.
2.B.Ibrahim,K.Z.Ghafoor,andM.M.Shatnawi,“DesignandImplementationofaZigBee-BasedAutomatedGreenhouseMonitoringSystem”,JournalofSensors,Volume2016.
3.R.XuandP.Chong,“WirelessSensorNetworks:PrinciplesandPractic