基于无线传感网络的酒店管理系统研究

1.绪论

1.1本酒店管理系统的设计目的及意义
酒店管理系统的提出脱胎于智能家居，同时又是新兴事物，在实际生活中有着极大应用前景。智能酒店管理系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化、个性化的独特魅力，对于提高酒店日常管理质量，减少酒店人力成本，给客人提供舒适、安全、便利的住宿空间有着非常重要的意义，并具有非常广阔的市场前景。本设计通过采用无线传感网络技术，搭载出一套智能的酒店管理系统，使得酒店管理人员可以通过计算机对客房门锁、走廊及大厅的安保监控系统进行管理，也使得宾客可以通过手持设备对客房内各类电气设备进行远程操控。其创新之处在于将GSM网络传输，以太网络传输和射频通信网络传输三种数据传输机制和射频识别技术融入系统之中，构成了两级网络结构，大大提高了酒店管理系统的数据安全性和运行稳定性。

1.2本文主要研究内容
如前所述，本设计融合了GSM网络通信技术、以太网通信技术、射频通信技术和射频识别技术，在参考了当前国内外对酒店管理系统的研究情况的基础上，本论文给出了一套全新的设计方案。本文的主要内容包含以下五个方面：
(1)第一部分介绍了酒店管理系统的整体硬件架构和软件架构，并给出整体硬件架构图和主程序的软件流程图。
(2)第二部分介绍了酒店管理系统的硬件电路设计，详细介绍各个功能模块的设计与使用，并给出了用protel99se软件设计的电路原理图。 
(3)第三部分介绍了酒店管理系统的软件设计，重点介绍了软件结构与通信协议与射频网络配置，并给出了各个模块的软件流程图。
(4)第四部分介绍了系统软件的编译过程和联机调试情况，并给出了AP控制?站和门锁控制板上电后的运行情况。
(5)总结与展望。客观总结了本设计所做的方案和工作，指出本设计的研究意义以及有待改进的缺陷与不足之处。

2.酒店管理系统的技术基础

所谓射频指的是可以通过天线发射出去的具有一定频率和功率的载波。该载波以交变电磁场的形式存在，以光速传播于自由空间之中，在不同介质中传播速率不同，且会产生光的反射，折射，衍射现象，并引起一定的损耗。载波在金属导体中传输时会发生趋肤效应。一般来说，射频（Radio Frequency)频率需要满足无线电通信的发射频率，因此频率较高，一般在几十到几百兆赫兹的频段，即VHF-UHF频段。应当指出，射频技术是伴随着无线通信技术的产生和发展而逐渐发展壮大的，因此其在无线通信领域的作用是不可替代的。在円常生活中，有线电视系统采用的也是射频通信的方式。在电磁学理论中，当导体中有直流电流通过时，其周围将感应出电磁场；当交变电流通过吋，导体周围感应出的则是交变电磁场，也就是所谓的电磁波。当电磁波频率低于lOOkHz时，电磁波会完全被地表吸收，不能进行有效传输，当电磁波频率高于lOOkHz时，电磁波将不会被完全吸收，可以在空气中传播，并经过大气层外缘的屯离层反射，形成远距离传输能力，这种具有远距离传输能力的高频电磁波被称为射频（RF)。在日常生活中，人们将各种物理量转变成电信号量，再将电信号量通过调幅或者调频调制成高频电流，形成了射频信号，再由天线将信号发送到接收端。当接收端收到射频信号后再进行反调制，将射频信号还原成普通电信号，这个过程称之为无线传输。随着无线传输的发展，人们逐渐发现，气候和地表障碍物严重影响信息传输质量。因此无线方式有线传输的开始流行，产生了射频传输这一概念。如果信息源经过二次调制，用线缆传输到接收端，接收端在进行反调制将其还原成原来电信号，那么不论频率多低，都称为射频传输；相反，若没有调制过程，而只将信息源通过线缆传输到接收端，则不论频率多高，也只是有线传输方式。

3.酒店管理系统硬件电路设计………………………………17
3.1 AP控制站功能介绍………………………………17
3.2门锁控制板功能介绍………………………………28
3.2.1射频识别模块屯路………………………………29
3.2.2电机驱动电路………………………………29
3.3本章小结………………………………31
4.洒店管理系统软件设计………………………………32
4.1系统软件分析………………………………32
4.1.1 AP控制站软件分析………………………………32
4.1.2门锁控制板软件分析 ………………………………32
4.2射频通信协议设计及射频网络配置………………………………33
4.3系统子模块软件设计………………………………36
4.3.1 GSM模块软流程………………………………36
4.3.2以太网模块软件流程………………………………38
4.3.3射频通信模块软件流程………………………………39
4.4本章小结 ………………………………42
5.系统调试及运行………………………………47
5.1系统软件调试 ………………………………47
5.1.1创建项目丄程………………………………47
5.1.2程序的编译………………………………48
5.2系统联机调试………………………………49
5.3系统上电后运行状况………………………………50
5.3.1 AP控制站上屯后运行状况分析………………………………50
5.3.2门锁控制板上电后运行情况分析………………………………55
5.4本章小结………………………………56

结论

本文主要完成了以下几个方面的工作：
(1)介绍了酒店管理系统的整体硬件架构和软件结构。硬件上，酒店管理系统分为AP控制站和门锁控制板两块，二者关系是管理中心与控制节点的关系。本文分别对二者的功能和结构进行了分析介绍，并且简介了一下整个系统所采用的核心技术：射频通信技术和射频识别技术的原理。在系统的网络层面上，分为两级结构：高层的GSM网络和以太网以及低层的射频网络。本文详细介绍了这两级网络之间的结构关系，并对引进这种结构带来的好处进行了讨论。
(2)整个系统中重要的模块电路包括：微处理器模块、GSM模块、以太网控制器模块、射频通信模块、射频识别模块、电源模块和电量检测模块。本文用了一章的篇幅详尽叙述了上述各模块电路的设计与功能，使得系统在硬件层次上清晰和具体起来。
(3)整个系统的软件设计在结构上包含两个层次：首先是网络层面的通信协议以及一些工作机制，比如ARQ机制；其次是上述模块的低层硬件驱动开发。由于GSM网络和以太网通信协议己经内嵌到相应的模块之中，所以本文主要对射频网络通信协议以及网络配置进行了介绍。在硬件驱动开发设计中，结合了硬件电路对各个模块的软件配置和在实际应用中处理各种任务的工作流程加以详细介绍。本文最后简略介绍了程序的编译与联机调试情况，并详细介绍了两块控制板上电之后的运行和设置状况。