摘 要

目前的物联网应用，都是基于无线传感器网络进行研究和发展。而无线传感器网络的核心之一是数据管理系统。众所周知，数据信息的采集为我们带来了海量的真实有效的环境数据。而数据管理系统肩负对数据的校对、筛选、分类、存储、整理和分析，最终将海量数据转化为对用户来说有价值的数据分析结果，为用户做出某些决策提供理论支持。到目前为止，用于分析和管理海量数据的专业型无线传感器网络数据管理系统并不多见。对用户来说，数据管理系统不仅仅要具备基础的分类、整理和分析数据信息的功能，还要与用户有比较良好的交互能力，让用户能够直接、方便、高效地获取海量环境数据分析出的有效信息，帮助人们完成工作目标。因此，研究、设计和开发交互性强的数据管理系统具有十分重要的实用价值。

本文主要针对无线传感器网络数据管理系统的系统交互性、用户界面友好性展开研究，开发一个实时性强、用户交互性能优异、具备可视化界面管理的数据管理系统。首先，针对无线传感器网络数据管理系统的界面和数据库交互能力进行国内外研究现状，提出无线传感器网络数据管理系统的总体方案，进行功能模块划分。其次，介绍了无线传感器网络、TCP/IP协议、客户端网页、服务器程序和MySQL数据库的设计原理。第三，设计实现了无线传感器网络数据管理系统的核心功能，包括网站登录功能、实时曲线绘制和动态网络拓扑显示功能、自动更新功能、节点环境参数显示功能、节点地图定位显示功能等。最后，对无线传感器网络数据管理系统进行测试，确保数据管理系统运行稳定。

本文设计的数据管理系统能够直接向用户展示数据分析结果，以实时更新的折线图和节点地图定位拓扑图展示，并具备对数据组的选择性查看、单一节点参数分析和观测时间的手动选择，具备较强的可交互性，用户通过远程登录pc客户端对数据进行管理和监测。帮助数据管理系统实现更智能的实时化和可视化显示。

关键词：无线传感器网络；数据管理；动态网页；节点定位

Abstract

Wireless sensor network is the basis of Internet of Things technology. The current Internet of Things applications are based on wireless sensor networks for research and development. One of the core of the wireless sensor network is the data management system. As we all know, the collection of data information brings us a lot of real and effective environmental data, but the data before being integrated analysis, it is only a bunch of data material, and can not play any role. The data management system is responsible for the proofreading, filtering, sorting, storage, collation and analysis of the data, and finally converting the massive data into valuable data analysis results for the users, providing theoretical support for some decision making by the user. Said that the study of data management system is of great significance.

In recent years, wireless sensor networks are in a rapid development stage, all kinds of hardware research is not uncommon, but for the analysis and management of massive data professional wireless sensor network data management system is rare. For the user, the data management system not only has the basic classification, sorting and analysis of data information function, but also with the user have a better interaction, so that users can directly, convenient and efficient access to massive environmental data analysis Effective information to help people achieve their goals. Therefore, research, design and development of interactive data management system has a very important practical value.

In this paper, we focus on the system interaction and user interface friendliness of wireless sensor network data management system, and develop a data management system with real-time performance and excellent user interaction performance and visual interface management. Firstly, this paper puts forward the general scheme of wireless sensor network data management system, and divides the functional modules into the interface of wireless sensor network data management system and the database interaction ability. Secondly, the design principles of wireless sensor network, TCP / IP protocol, client page, server program and MySQL database are introduced. Thirdly, the core functions of wireless sensor network data management system are designed and designed, including website login function, real-time curve drawing and dynamic network topology display function, automatic update function, node environment parameter display function, node map positioning display function and so on.Finally, the wireless sensor network data management system to test, to ensure that the data management system is stable.

The data management system designed in this paper can display the data analysis results directly to the users, display the line graphs and the node map topology in real time, and have the manual selection of the selective view of the data group, the analysis of the single node parameters and the observation time, With a strong interactive, the user through the remote login PC client to manage and monitor the data. Help the data management system to achieve smarter real-time and visual display.

Key Words：wireless sensor network；data management；dynamic web page；node location

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及研究意义 1

1.2 国内外研究现状 3

1.3 本文的主要工作 4

1.4 全文的组织结构 5

第2章 软件开发环境介绍 7

2.1 Webstorm 7

2.1.1 概念 7

2.1.2 特点 7

2.1.3 功能 8

2.1.4 关键应用 9

2.2 PyCharm 9

2.2.1 概念 9

2.2.2 特点 10

2.2.3 功能 10

2.2.4应用：Web开发 11

2.3 本章小结 12

第3章 数据管理系统设计方案 13

3.1 系统总体设计框架 13

3.1.1 框架介绍 13

3.1.2 框架特点 14

3.2 工作目标 15

3.2.1 界面登录 15

3.2.2 传感器数据采集模块 16

3.2.3 传感器分布 16

3.3 各模块具体设计 16

3.3.1 WSN架构设计 17

3.3.2 TCP/IP协议 17

3.3.3 服务器搭建 18

3.3.4 web结构整体设计 19

3.3.5 数据库结构设计 20

3.4 本章小结 21

第4章数据管理系统技术实现 22

4.1 Web动态网页实现 22

4.1.1 环境数据绘图显示 22

4.1.2 传感器网络拓扑图 23

4.1.3 节点数据实时显示 24

4.2 数据库实现 25

4.3 服务器程序 27

4.3.1 数据库配置 27

4.3.2 用户登录 27

4.3.3 数据融合 28

4.4系统测试 29

4.4.1 客户端测试 29

4.4.2 服务器测试 29

4.5 本章小结 29

第5章 总结和展望 30

5.1 总结 30

5.2 展望 31

参考文献 32

致谢 33

第1章 绪论

无线传感器网络是目前国际上的研究热点。它综合了传感器技术、嵌入式技术、无线通信技术和分布式信息处理技术，是一种由大量静止或移动的传感器以自组织和多跳方式构成的无线网络，能够实时监测、感知、采集和传输各类环境或监测对象的监测信息，并对其进行分析整理，并及时上报给检测者^[1]。因其能被广泛应用于军事、农业、交通、环境、家居、建筑、机械、医疗等多个领域，应用前景十分广阔。