| 标题 | WPF在物联网环境监测系统中的应用 |
| 范文 | 顾家铭 摘要：随着物联网技术的发展，环境监测应用非常广泛。对WPF框架的技术优势进行了研究和探讨，设计了一种基于WPF的物联网环境监测系统。该系统对环境信息进行实时监测、数据采集和数据存储。各传感数据通过ZigBee方式进行无线传输，再由串口服务器、路由器等上传PC端。PC端使用WPF技术实现表现层开发，绘制实时的动态曲线图，还可控制风扇、摄像头和LED屏等设备。使用WPF技术提高了界面的渲染效果和系统的开发效率。 关键词： 物联网；环境监测；WPF 中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）17-0287-02 国务院在《“十三五”国家信息化规划》中有20处提到“物联网”，其中在“应用基础设施建设行动”方案中，明确指出物联网发展的具体行动指南。物联网技术驱动网络空间从人人互联演化到万物互联，并且将现实世界与数字世界的日益融合。专家预计到2020年，物联网产业将是信息产业的30倍，产值将达到1万亿元[1]。 近几年来，随着物联网技术的发展，智慧城市、智能交通、智能家居、智能物流和环境监测等的应用非常广泛，物联网正在悄然改变我们的生活，使人们的生活更加便捷和舒适[2]。 1 WPF的技术优势 WPF是Windows Presentation Foundation的简称，是微软推出的基于Windows 的用户界面框架，运行在.NET Framework 3.0及以上版本。WPF提供了统一的编程模型、语言和框架，真正做到了将界面设计与开发的工作分离。同时WPF还提供了多媒体交互用户图形界面，基于DirectX技术的WPF不仅带来了全新的3D界面，而且也大大改进了2D界面。开发人员在WPF的帮助下，可以开发出媲美Mac程序的界面。 微软公司在引入WPF的同时，还创造了一种新的开发语言XAML（eXtensible Application Markup Language）。XMAL是WPF技术中专门用于设计UI的语言，实现了UI代码和应用程序逻辑代码的分离[3]。WPF借助XAML，而不是编程语言来构建精美的用户界面。 传统的WinForm应用程序依靠User32库和GDI/GDI+对控件、图像和文本进行渲染。而WPF以DirectX技术为基础，提供了丰富的UI框架，集成了矢量图形，为2D和3D图形提供了更好地渲染效果[4]。 2 物联网环境监测系统的设计 基于WPF的物联网环境监测系统，主要实现安防监测、环境监测以及数据存储功能。安防监测感应人体接近、火焰、可燃气体等危险情况，并连接LED顯示屏和摄像头；环境监测感应温度、湿度、光照度等环境传感数据，并绘制动态曲线图；数据存储功能将温度、湿度、光照度、摄像头等相关数据存储至数据库或本地文件。 2.1 总体设计 系统的开发环境为Visual Studio 2012 + SQL Server 2008R2，运行环境为.Net Framework 4.5和IIS7.0，编程语言为C#，使用WPF框架编写系统的表现层。 物联网环境监测系统的网络拓扑如图1所示。本设计方案主要实现无线监测环境，主要监测温度、湿度、可燃气体、一氧化碳、火焰、光照等，采集后的数据通过ZigBee的方式进行无线传输，再通过串口服务器和路由器，将数据上传至PC上位机中，完成环境数据的监测。PC上位机可以控制风扇、摄像头和LED显示屏等设备。PC服务器端将相关的传感数值存储至数据库，也可存储摄像头的图片和视频文件。PC客户端通过IIS中的Web服务获取相应的传感数值。 ZigBee具有低功耗、低成本、自组织等优点，符合环境监测系统的要求[5]。ZigBee技术为环境监测提供一个新的平台，系统能够采集无线传感器网络覆盖范围内的各种监测数据。 2.2 绘制动态曲线图 物联网环境监测系统中需要绘制温湿度的动态曲线图，WinForm中提供了Chart图表控件绘制曲线，WPF中使用DynamicDataDisplay库绘制动态曲线，但基于DirectX技术的WPF可提供更好地渲染效果，所以系统采用WPF技术。 通过ObservableDataSource 3 结语 基于WPF的物联网环境监测系统对环境传感数据进行实时监测、数据采集和数据存储。本设计方案实现了无线监测温度、湿度和火焰等环境信息，进行ZigBee无线传输，再通过串口服务器和路由器等传输至PC上位机端。PC端采用WPF技术实现系统的表现层开发，提高了开发效率和界面渲染效果。另外本设计还可以应用到物联网的其它应用领域。 参考文献： [1] 张耀珍，周婷.中国物联网发展研究[J].江苏商论，2017（9）：52-53，56. [2] 王昊.基于工控机平台智能家居系统设计与实现[D].山东大学，2016. [3] 石怡.WPF使用XAML实现对SQL Server数据绑定的方法[J].电脑开发与应用，2011（10）：70-71，74. [4] 邹海，余昳超.基于WPF技术的甘特图控件的研究与设计[J].计算机应用与软件，2014（5）：50-52，78. [5] 赵子健.基于ZigBee的无线环境监测系统设计与研究[J].微处理机，2017（4）：91-95.
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