基于物聯(lián)網(wǎng)方式的魚缸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)-通信工程-160108104421-葉宇健

４*第一章緒論[基于物聯(lián)網(wǎng)的魚缸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)]1.1緒論1.1.1摘要為了解決魚類養(yǎng)殖及觀賞等問題，在此設(shè)計(jì)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)方式的魚缸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)用溫度傳感器及水位傳感器獲取數(shù)據(jù)，然后通過nodejs創(chuàng)建服務(wù)器監(jiān)聽端口，獲得監(jiān)聽數(shù)據(jù)然后上傳到頁(yè)面，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。關(guān)鍵詞：魚類養(yǎng)殖溫度傳感器水位傳感器nodejs遠(yuǎn)程監(jiān)控ABSTRACT[FishtankmonitoringsystembasedonInternetofthings]Inordertosolvetheproblemsoffishbreedingandviewing,afishtankmonitoringsystembasedonInternetofthingsisdesigned.ThesystemUSEStemperaturesensorsandwaterlevelsensorstoobtaindata,andthencreatesaserverlisteningportthroughnodejstoobtainthelisteningdataanduploadittothepage,soastoachieveremotemonitoring.Keyword:fishbreedingandviewing;temperaturesensors;waterlevelsensors;nodejs;remotemonitoring1.1.2系統(tǒng)開發(fā)背景及意義隨著編程技術(shù)的提高和科技的發(fā)展，人們休閑娛樂方式逐漸的發(fā)生了變化，如今隨處可見家居使用的小魚缸和餐飲使用的大魚缸。在布置漂亮的魚缸內(nèi)飼養(yǎng)魚類已經(jīng)成為居家環(huán)境、辦公場(chǎng)所必不可少的景品之一。但由于人們?nèi)狈I(yè)養(yǎng)殖技術(shù)和專業(yè)的知識(shí)又或者不能及時(shí)對(duì)魚缸內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行維護(hù)。有時(shí)候要出遠(yuǎn)門或出差幾天，家里無人給魚喂食，換水，最終導(dǎo)致魚的死亡。因此，對(duì)魚缸中的水溫、水位、光照數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。市場(chǎng)上產(chǎn)品繁多，但功能單一，沒有形成一個(gè)完整的系統(tǒng)。這樣不僅增大了維護(hù)開銷，影響了整體的美觀，而且功能齊全、不方便人們使用。因此，根據(jù)用戶需求的不同，以魚缸的水溫、水位、光照三個(gè)方面作為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)一套集水位監(jiān)測(cè)，水溫監(jiān)測(cè)，光照監(jiān)測(cè)等多功能為一體的控制系統(tǒng)。這樣設(shè)計(jì)不僅解決了人們?nèi)狈I(yè)養(yǎng)殖技術(shù)的問題，還解決了資源浪費(fèi)問題，大大的提高了資源利用率。養(yǎng)魚戶和養(yǎng)魚興趣愛好者也就再也不必耗費(fèi)大量精力去維護(hù)水質(zhì)，也不必為出遠(yuǎn)門而導(dǎo)致魚類死亡而煩惱，此類魚缸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也為智能魚缸等自動(dòng)化工具奠定基礎(chǔ)，讓人們的生活更加方便簡(jiǎn)潔自動(dòng)化起來。為了解決魚類養(yǎng)殖及觀賞等問題，在此設(shè)計(jì)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)方式的魚缸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)用溫度傳感器及水位傳感器獲取數(shù)據(jù)，然后通過nodejs創(chuàng)建服務(wù)器監(jiān)聽端口，獲得監(jiān)聽數(shù)據(jù)然后上傳到頁(yè)面，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。1.1.3論文主要研究?jī)?nèi)容①魚缸中水的溫度：水溫在魚類生存條件中，是非常重要的一個(gè)因素，由于魚類是變溫動(dòng)物，所以體溫與水溫的相差在0.1-1.0°C之間。水溫影響著魚類的生殖繁衍，例如適合羅非魚的產(chǎn)卵的水溫就在23~25°C之間。根據(jù)物理知識(shí)我們可以知道，隨著水溫的升高，水中的溶氧量會(huì)不斷地降低，從而導(dǎo)致魚缺氧的情況，缺氧的情況會(huì)造成魚類出現(xiàn)沒有活力的現(xiàn)象，嚴(yán)重則會(huì)身體傾斜，露出白色的肚皮。對(duì)于露天的池塘而言，細(xì)菌和水體中浮游植物的繁衍增加，會(huì)導(dǎo)致有機(jī)物質(zhì)分解的加快，這樣不僅能促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)，還能給魚類提供豐富的天然餌料，這一情況非常利于魚兒的生長(zhǎng)。所以本文將魚缸中的水溫設(shè)定為其中一個(gè)主要的研究?jī)?nèi)容。參考文獻(xiàn)：《恒興養(yǎng)殖服務(wù)》②魚缸中的光照強(qiáng)度：根據(jù)魚種類的不同，其所接受的光照強(qiáng)度程度就不一樣。例如金魚就需要強(qiáng)光的照射才能生長(zhǎng)的更健康，一只16g的金魚在黑暗的環(huán)境下比恒光條件下，發(fā)現(xiàn)其性腺發(fā)育被抑制。由于晝夜的變換以及魚缸擺放位置的差異，自然光所帶來的光照強(qiáng)度肯定也不一樣，保證擁有充足的光照才能保證魚有良好的生活環(huán)境。因此，本文將魚缸中的光照強(qiáng)度設(shè)定為一個(gè)主要的研究?jī)?nèi)容。參考文獻(xiàn)：《周顯青：光照對(duì)魚類生理活動(dòng)影響的研究進(jìn)展》③魚缸中的水位：根據(jù)物理知識(shí)我們可以知道，水位越高嗎，底部的含氧量越低，水體越深，壓力越高，水位越高，水體體積越大。魚缸中的水位高低同樣影響魚類的生長(zhǎng)。一般來說，為了避免泵的干燒，魚缸內(nèi)的水應(yīng)該超過泵，提升水位時(shí)也應(yīng)該考量循環(huán)器與排水泵的是否能承受如此大的排水量。根據(jù)魚類的不同，水位高低也有講究。30~35厘米的水位線是金魚所喜愛生活的高度，40~50厘米的水位線是龍魚所喜歡生活的高度，所以根據(jù)所養(yǎng)殖魚類的不同，我們應(yīng)該調(diào)整一個(gè)不同的水位，并給魚缸劃一條警報(bào)線，當(dāng)水位高于多少或低于多少時(shí)，水位傳感器應(yīng)給予養(yǎng)魚人提示，及時(shí)調(diào)整水位線。因此，本文將魚缸中的水位設(shè)定為一個(gè)主要的研究?jī)?nèi)容。參考文獻(xiàn)：《百家號(hào)：視覺中國(guó)》1.1.4物聯(lián)網(wǎng)的作用與意義如今信息技術(shù)飛速發(fā)展，全球每人平均擁有6.5臺(tái)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。在我們身邊存在著很多信息數(shù)據(jù)，該如何充分利用這些數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)的一項(xiàng)重要工作。簡(jiǎn)單來說，物聯(lián)網(wǎng)是利用傳感器收集數(shù)據(jù)并使用它來做出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。其作用在于幫助人們提高工作效率，減少工作量，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化任務(wù)和流程。物聯(lián)網(wǎng)還包括家庭安全，智能家居，健康監(jiān)控等。比如紅外線傳感設(shè)備向主人手機(jī)發(fā)送房屋闖入警報(bào)，主人借助外部擴(kuò)展模塊控制著家電和照明設(shè)備等方式。目前有大批設(shè)備已接入物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中，他們每天都在產(chǎn)生巨額的數(shù)據(jù)量。這一趨勢(shì)要求我們?cè)谠萍寄?、訪問數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)方面的能力要有所提升。一方面是因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)在實(shí)現(xiàn)自身功能和與用戶設(shè)備對(duì)接時(shí)需要云平臺(tái)來配合完成，另一方面是由于云自身巨額的儲(chǔ)存量?jī)?yōu)勢(shì)。同時(shí)考慮到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的增加，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的虛擬安全也變得尤為重要，若黑客們掌握物聯(lián)網(wǎng)所生成的大規(guī)模數(shù)據(jù)，那么用戶的生活作息或健康狀況等私人隱私將會(huì)被威脅。目前已經(jīng)有很多設(shè)備加入到物聯(lián)網(wǎng)中，且這個(gè)趨勢(shì)也會(huì)不斷擴(kuò)大下去。在將來，物聯(lián)網(wǎng)將對(duì)我們的生活，就業(yè)帶來巨大影響，所以我們現(xiàn)在應(yīng)該積累經(jīng)驗(yàn)，爭(zhēng)取掌握通用物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)。本文所設(shè)計(jì)的魚缸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是基于物聯(lián)網(wǎng)方式來完成的。1.1.5物聯(lián)網(wǎng)的前景與趨勢(shì)在1995年，比爾蓋茨最早提出物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念，隨后在2005年，國(guó)際電信聯(lián)盟正式提出‘物聯(lián)網(wǎng)’概念。現(xiàn)在2020年，我們可以感知到物聯(lián)網(wǎng)的通信時(shí)代就向我們飛速走來，有人預(yù)測(cè)2020年，在市場(chǎng)上，物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模將達(dá)1.9億美元，全球會(huì)有將近260億臺(tái)設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，那么物聯(lián)網(wǎng)將給人類帶來一個(gè)什么樣的時(shí)代呢？在一篇關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)未來的報(bào)道當(dāng)中，有分析預(yù)測(cè)，在未來生活中。小到智能家居設(shè)備，大到國(guó)防安全設(shè)備，即所有人們所能看到的物體，都會(huì)被納入物聯(lián)網(wǎng)之中。這是一個(gè)比互聯(lián)網(wǎng)體量大上萬倍的新網(wǎng)絡(luò)。有人甚至稱之為繼信息化革命后的又一場(chǎng)革命--智慧革命。對(duì)于企業(yè)和新興創(chuàng)辦的公司來說，如果不使用物聯(lián)網(wǎng)，他們將錯(cuò)失大量機(jī)會(huì)。在如此的物聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)之下我們應(yīng)該知道這些：1.虛擬安全：隨著物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)點(diǎn)的增加，安全問題也變得越來越重要了，黑客會(huì)不斷攻擊系統(tǒng)薄弱的環(huán)節(jié)，從而竊取我們的用戶信息。2020年，竊取憑據(jù)和網(wǎng)絡(luò)釣魚仍然是訪問數(shù)據(jù)最簡(jiǎn)單的方式，公司需要在這方面保持警惕。隨著網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)性的增加，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)開發(fā)的人員就需要從一開始就重視它，為了防止風(fēng)險(xiǎn)和潛在數(shù)據(jù)的泄漏，發(fā)布后的維護(hù)和漏洞整修應(yīng)該加入到整體業(yè)務(wù)的戰(zhàn)略之中。2.改善醫(yī)療：據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)降低管理成本和改善監(jiān)護(hù)方面有顯著的幫助，所以現(xiàn)在的醫(yī)療領(lǐng)域也在廣泛采用物聯(lián)網(wǎng)。之所以能降低管理成本是因?yàn)?，醫(yī)生能夠通過設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控和治療，如此一來省去了住院費(fèi)和就診費(fèi)用，節(jié)省出來的錢可以用在其他病癥的管理上；之所以能改善監(jiān)護(hù)是因?yàn)楸O(jiān)控的數(shù)據(jù)具有即時(shí)性，當(dāng)一位心臟病人脈搏突然上升，醫(yī)生就可以提前預(yù)知病人可能病發(fā)，及時(shí)對(duì)病人進(jìn)行救治，這對(duì)預(yù)防性醫(yī)療而言無疑是至關(guān)重要的。在醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)的核心理念當(dāng)中，物即醫(yī)療對(duì)象，聯(lián)是流程交互引擎，網(wǎng)是醫(yī)療流程。用復(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)去簡(jiǎn)化繁瑣的醫(yī)療流程，從而實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化醫(yī)療流程。3.邊緣計(jì)算取代云計(jì)算：邊緣計(jì)算相較于云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)在于，邊緣計(jì)算在數(shù)據(jù)處理和分析上，所需要的時(shí)間更短，傳輸更安全，處理具有即時(shí)性。因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)的處理不在外部數(shù)據(jù)中心，而是更靠近數(shù)據(jù)源的一個(gè)位置，這樣做有效的提高了程序的運(yùn)行速度。而云計(jì)算是將巨大的數(shù)據(jù)處理程序分解成小程序，然后將小程序得到的結(jié)果返回給用戶，是一個(gè)細(xì)分到總和，總和再到細(xì)分的一個(gè)過程。如此一來，云計(jì)算在巨額數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)景下，可能會(huì)遭遇帶寬不足的問題，不僅如此，由于從采集數(shù)據(jù)到傳輸數(shù)據(jù)回中心的路徑較長(zhǎng)，在此過程中還可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或泄露的問題。4.智慧城市的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)：在未來幾年里，交通擁堵、安全問題將是市政級(jí)物聯(lián)網(wǎng)高度優(yōu)先解決的問題。隨著城市人口的增加，城市道路污染問題和道路擁堵問題是我們應(yīng)該專注解決的。總的來說，在城市層面的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)投資占比將會(huì)增加。城市中的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)也會(huì)隨著實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)化而變得更加普遍。5.智能家居設(shè)備將變得更加流行：智能恒溫器、照明系統(tǒng)和環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)傳感器之所以在今年變得如此流行就是因?yàn)椋鼈兂耸刮覀兊纳罡?jiǎn)便快捷之外，還能減少賬單開支并節(jié)省能源。在長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看來，這樣做能夠?yàn)槲覀児?jié)省一大筆不必要的支出。到2020年，具有語音控制功能的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的需求和采用量將會(huì)增長(zhǎng)。消費(fèi)者喜歡能夠理解情境并適應(yīng)各種情況的智能設(shè)備，例如，連網(wǎng)監(jiān)視器可以在某人離開房間時(shí)暫停電影播放，并在其返回時(shí)繼續(xù)播放；在下雨天氣時(shí)，露天的陽臺(tái)自動(dòng)張開擋雨設(shè)備，保證衣服不被淋濕。當(dāng)視覺，聽覺，觸覺給人帶來的感受都變得同等重要時(shí)，用戶便不再滿足于單方面的享受體驗(yàn)。我們的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將會(huì)向多模式，多功能的方向開始轉(zhuǎn)變。根據(jù)用戶的不同需求，智能家居物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)方式也會(huì)變得多樣化起來。雖然目前物聯(lián)網(wǎng)尚未在各個(gè)行業(yè)進(jìn)行大規(guī)模的應(yīng)用，但物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的趨勢(shì)已是不可阻擋，相信隨著傳感器成本的下降和開發(fā)團(tuán)隊(duì)的支持，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備很快就會(huì)在用戶中流行起來。*第二章開發(fā)環(huán)境和相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介2.1開發(fā)技術(shù)2.1.1Node.jsNode.js是一個(gè)基于ChromeJavaScript運(yùn)行時(shí)建立的一個(gè)平臺(tái)。Node.js是一個(gè)事件驅(qū)動(dòng)I/O服務(wù)端JavaScript環(huán)境，基于Google的V8引擎，V8引擎執(zhí)行Javascript的速度非?？欤阅芊浅：?。從語法上來說，Node.js語法完全是Javascript語法，只要有Javascript基礎(chǔ)就可以快速進(jìn)行Node.js后端開發(fā)。因此采用Node.js可以提高本系統(tǒng)的開發(fā)效率。同時(shí)從性能上來說，Node.js擁有超強(qiáng)的高并發(fā)能力。Node.js的首要目標(biāo)是提供一種簡(jiǎn)單的、用于創(chuàng)建高性能服務(wù)器及可在該服務(wù)器中運(yùn)行的各種應(yīng)用程序的開發(fā)工具。由于Node.js不為每個(gè)客戶連接創(chuàng)建一個(gè)新的線程，而僅僅使用一個(gè)線程。所以當(dāng)有用戶連接，就觸發(fā)一個(gè)內(nèi)部事件，通過非阻塞I/O、事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制，讓Node.js程序宏觀上也是并行的。進(jìn)而使得同樣內(nèi)存的服務(wù)器可以處理更多用戶的連接。因此本系統(tǒng)使用Node.js可以提高本系統(tǒng)的服務(wù)器性能。2.1.2Express框架Express框架是集成了Web服務(wù)所需的文件管理，創(chuàng)建，請(qǐng)求和處理Session等功能。同時(shí)作為現(xiàn)階段流行的Node.jsWeb第三方庫(kù)，Express還可以用來輔助各類Web應(yīng)用的后端創(chuàng)建，作為輕量型網(wǎng)站的后端處理程序。2.1.3ArduinoArduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺(tái)。包含硬件（各種型號(hào)的Arduino板）和軟件（ArduinoIDE)。由一個(gè)歐洲開發(fā)團(tuán)隊(duì)于2005年冬季開發(fā)。其成員包括MassimoBanzi、DavidCuartielles、TomIgoe、GianlucaMartino、DavidMellis和NicholasZambetti等。它構(gòu)建于開放原始碼simpleI/O介面版，并且具有使用類似Java、C語言的Processing/Wiring開發(fā)環(huán)境。主要包含兩個(gè)的部分：硬件部分是可以用來做電路連接的Arduino電路板；另外一個(gè)則是ArduinoIDE，你的計(jì)算機(jī)中的程序開發(fā)環(huán)境。你只要在IDE中編寫程序代碼，將程序上傳到Arduino電路板后，程序便會(huì)告訴Arduino電路板要做些什么了。之所以在本系統(tǒng)中使用到是因?yàn)锳rduino獨(dú)有的開放性能，在各個(gè)開源項(xiàng)目已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可。它所提供給用戶的開發(fā)環(huán)境是公開的，這樣做的目的是為了讓用戶在更好的理解Arduino原理的同時(shí)還可以根據(jù)自己的需求對(duì)電路板設(shè)計(jì)進(jìn)行更改。除了開放性，Arduino吸引人的地方還有它的易用性，在我第一次接觸Arduino的時(shí)候，我僅用了半個(gè)多小時(shí)便成功運(yùn)行了一個(gè)簡(jiǎn)單的程序，我將控制板和電腦直接連起來，發(fā)現(xiàn)它不需要額外安裝驅(qū)動(dòng)程序。Arduino第三點(diǎn)吸引人的地方就是它的交流性，剛接觸新事物的時(shí)候，通常和人交流和溝通才能激發(fā)熱情，目的肯定是為了更快的上手和掌握。而Arduino規(guī)劃了一個(gè)比較統(tǒng)一的框架，在底層的初始化做了統(tǒng)一，對(duì)端口也做了自己的標(biāo)定，使得新手在交流溝通的過程中非常方便理解。最重要的一點(diǎn)，還應(yīng)該是Arduino豐富的第三方資源，其開源的硬件和軟件，使得我們可以將第三方庫(kù)錄入進(jìn)行開發(fā)，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)自己的愛好來做功能設(shè)計(jì)，因此也不必拘泥于基本的功能編寫，使得玩法和樂趣多樣化起來。*第三章軟件與硬件系統(tǒng)分析3.1系統(tǒng)分析3.1.1物理連接框架傳感器：光照傳感器GY30水位傳感器防水型DS18b20溫度傳感器控制板：Arduino板Web服務(wù)器：筆記本電腦同時(shí)具備服務(wù)器和客戶端功能終端：電腦網(wǎng)頁(yè)顯示3.1.2功能需求良好的魚缸環(huán)境是魚生存的必須條件，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，要養(yǎng)好魚必須為魚提供適宜的溫度讓其不會(huì)因?yàn)闇囟冗^高或過低而死亡，充足的水源讓其不會(huì)因?yàn)楸┞对谕饨鐭o法從水中獲得氧氣而死亡還有完善的光照。因此如果魚缸環(huán)境出現(xiàn)劇烈變化導(dǎo)致不適合魚生存時(shí)，需要及時(shí)報(bào)警，告知養(yǎng)魚人，所以一個(gè)魚缸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要溫度記錄功能，光照強(qiáng)度記錄功能，還有水位記錄功能：1.溫度記錄功能功能包含：通過防水型DS18b20溫度傳感器和Arduino獲取魚缸中的水的溫度。2.光照強(qiáng)度記錄功能功能包含：通過光照傳感器GY30和Arduino獲取魚缸所接受的光照強(qiáng)度。3.水位記錄功能功能包含：通過光照傳感器水位傳感器和Arduino不間斷獲取魚缸中水的高度。4.監(jiān)控報(bào)警功能功能包含：用戶可以在設(shè)置報(bào)警閾值，一旦溫度，光照強(qiáng)度或者水位超過了用戶所設(shè)置的閾值時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)在使用界面提示用戶。3.1.3魚缸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可行性分析經(jīng)濟(jì)方面：目前在淘寶網(wǎng)上的傳感器模塊有7元到200元不等，各個(gè)類型的傳感器可供用戶選擇。本文所用到的光照、水位、溫度傳感器價(jià)格都不超過200元，整套系統(tǒng)的造價(jià)不超過500元，易操作且性能良好。故此方案在經(jīng)濟(jì)方面是可行的技術(shù)方面：本文所設(shè)計(jì)的是基于物聯(lián)網(wǎng)的魚缸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，整體架構(gòu)從傳感器到控制板到服務(wù)器再到客戶端，在硬件設(shè)計(jì)上是利用Node.js，Express框架和Arduino編程來實(shí)現(xiàn)的。所設(shè)計(jì)功能都是普遍常見，容易實(shí)現(xiàn)的。在軟件設(shè)計(jì)上利用html5語言設(shè)計(jì)了一個(gè)網(wǎng)頁(yè)前端，利用javascript編程語言完成頁(yè)面數(shù)據(jù)顯示，nodejs做后端的傳輸交互。設(shè)計(jì)好所需要測(cè)量的數(shù)據(jù)并豐富界面。硬件設(shè)備在進(jìn)行了諸如光照、水位、溫度的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖私换ズ笈袆e是否有危險(xiǎn)而傳回前端，發(fā)出警報(bào)或作出相應(yīng)的響應(yīng)處理。在網(wǎng)頁(yè)上展示你所得到的數(shù)據(jù)和根據(jù)所測(cè)的數(shù)值同時(shí)告訴用戶現(xiàn)在系統(tǒng)正處于一個(gè)什么樣的危險(xiǎn)，讓用戶能迅速的做出調(diào)整。操作方面：本系統(tǒng)具有簡(jiǎn)便清潔易于操作等特點(diǎn)，是以養(yǎng)殖觀賞魚為愛好的飼養(yǎng)者而設(shè)計(jì)的。根據(jù)用戶不同的要求可以養(yǎng)殖熱帶魚、非熱帶魚、恒溫魚、寒帶魚類等要求不同水溫的不同魚類等，只要用戶選擇系統(tǒng)設(shè)定好的會(huì)超過魚類出現(xiàn)危險(xiǎn)的數(shù)值作為門檻值，當(dāng)達(dá)到規(guī)定的數(shù)值就會(huì)開始出現(xiàn)紅色警戒條。運(yùn)行方面：本魚缸監(jiān)控系統(tǒng)在一個(gè)網(wǎng)頁(yè)上進(jìn)行顯示，所占用的資源很小，只要是電腦都可以登錄，在硬件和軟件都能夠滿足，也有很多相關(guān)的實(shí)例能做參考，所以在運(yùn)行上是可行的。3.2硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2.1溫度傳感器的設(shè)計(jì)：本文設(shè)計(jì)魚缸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用到防水型DS18b20溫度傳感器，DS18B20具有溫度延時(shí)小，靈敏度高的特點(diǎn)。其支持‘一線總線’的數(shù)字方式傳輸，其穩(wěn)定性和抗干擾能力，適合惡劣環(huán)境的溫度測(cè)量。DS18B20的測(cè)量范圍是-55°C~+125°C，在10~+85°C范圍內(nèi)，精度為±0.5°C。3.2.2溫度傳感器使用方式防水型DS18b20溫度傳感器使用方式與LM35傳感器一致，傳感器有三個(gè)端子：Vs，Vout和GND。我們將按如下方式連接傳感器：把+Vs連接到Arduino板上的+5v電壓。把Vout連接到Arduino板上的模擬0或A0。把GND連接到Arduino上的GND。模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）基于公式ADC值將模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字近似值=樣本*1024/參考電壓（+5v）。將模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字逼近。那么用+5v做參考，數(shù)字近似值將等于輸入電壓*205。連接方式如圖：核心代碼如下：floattemp=0;//thesetuproutinerunsoncewhenyoupressreset:voidsetup(){Serial.begin(115200);Serial.println(F("readingtemperaturebegin.\n"));}//thelooproutinerunsoverandoveragainforever:voidloop(){staticunsignedlongsensortStamp=0;if(millis()-sensortStamp>100){sensortStamp=millis();//readtheLM35sensorvalueandconverttothedegreesevery100ms.intreading=analogRead(0);//注意到我們是把LM35的輸出端連接到了A0，所以這里是analogRead(0)temp=reading*0.0048828125*100;Serial.print(F("RealTimeTemp:"));Serial.println(temp);}3.2.3溫度傳感器的設(shè)計(jì)：本文設(shè)計(jì)魚缸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用到Arduino水位檢測(cè)器/傳感器，此傳感器廣泛應(yīng)用于檢測(cè)降雨，水位，液體泄漏。3.2.4水位傳感器使用方式水位傳感器具有三個(gè)端子：S，Vout（+）和GND（-）。按如下所示連接傳感器：把+Vs連接到Arduino板上的+5v。把S連接到Arduino板上的數(shù)字引腳8。把GND連接到Arduino板上的GND。把LED連接到Arduino板上的數(shù)字引腳9。當(dāng)傳感器檢測(cè)到水時(shí)，Arduino上的引腳8變?yōu)長(zhǎng)OW，然后Arduino上的LED就會(huì)亮起。連接方式如圖：核心代碼如下：doubletemp，data;voidsetup(){//putyoursetupcodehere,torunonce:Serial.begin(9600);}voidloop(){//putyourmaincodehere,torunrepeatedly:temp=(long)analogRead(0);data=(temp/650)*4;Serial.print("thedepthis:");Serial.print(data);Serial.println("cm");delay(1000);}

3.2.5光照傳感器設(shè)計(jì)：本文設(shè)計(jì)魚缸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用到GY-30模塊的光照傳感器，其內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，直接數(shù)字輸出，省略復(fù)雜計(jì)算，省略標(biāo)定，接近于視覺靈敏度的分光特性。3.2.6光照傳感器使用方式水位傳感器具有三個(gè)端子：S，Vout（+）和GND（-）。按如下所示連接傳感器：把+Vs連接到Arduino板上的+5v。把SDA連接到Arduino板上的模擬信號(hào)引腳A4。把SCL連接到Arduino板上的模擬信號(hào)引腳A5。把GND連接到Arduino上的GND。連接方式如圖：核心代碼如下：#include<Wire.h>//GY-30//BH1750FVI//inADDR'L'mode7bitaddr#defineADDR0b0100011//addr'H'mode//#defineADDR0b1011100voidsetup(){//putyoursetupcodehere,torunonce:Serial.begin(9600);while(!Serial){;//waitforserialporttoconnect.NeededforLeonardoonly}Wire.begin();pinMode(13,OUTPUT);Wire.beginTransmission(ADDR);Wire.write(0b00000001);Wire.endTransmission();}voidloop(){//putyourmaincodehere,torunrepeatedly:intval=0;//resetWire.beginTransmission(ADDR);Wire.write(0b00000111);Wire.endTransmission();digitalWrite(13,LOW);delay(100);Wire.beginTransmission(ADDR);Wire.write(0b00100000);Wire.endTransmission();//typicalreaddelay120msdelay(120);Wire.requestFrom(ADDR,2);//2byteeverytimefor(val=0;Wire.available()>=1;){charc=Wire.read();//Serial.println(c,HEX);val=(val<<8)+(c&0xFF);}val=val/1.2;Serial.print("lx:");Serial.println(val);//Serial.println("OK");digitalWrite(13,HIGH);delay(500);}3.3軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，我們從功能上將其劃分為登錄界面、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)界面、前后端的交互操作三大模塊。 登錄界面：登錄系統(tǒng)之后進(jìn)到數(shù)據(jù)監(jiān)控的界面，并且能夠修改自身的密碼等信息。網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)：能夠自定義門檻值，用戶根據(jù)自己所飼養(yǎng)魚種，根據(jù)不同魚對(duì)環(huán)境參數(shù)的需求不同，由用戶自定義的門檻值。并顯示出所測(cè)量的數(shù)據(jù)。 前后端交互：對(duì)魚缸監(jiān)控系統(tǒng)的硬件傳感器發(fā)到網(wǎng)上的數(shù)據(jù)，由服務(wù)器傳送到網(wǎng)頁(yè)上進(jìn)行操作。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的架構(gòu)圖如下：3.3.2用戶登錄模塊新用戶注冊(cè)模塊：新用戶和游客需要輸入自己的手機(jī)號(hào)等信息注冊(cè)賬戶才能登錄我們的系統(tǒng)。用戶注冊(cè)的核心代碼如下：老用戶登錄模塊：已注冊(cè)過的用戶，直接輸出自己的用戶名和密碼，登錄到我們的系統(tǒng)當(dāng)中，再根據(jù)自己的手機(jī)號(hào)等相關(guān)信息，查找屬于自己的數(shù)據(jù)。用戶登錄系統(tǒng)核心代碼如下：3.3.3溫度/水位/光照顯示模塊3.3.4數(shù)據(jù)記錄模塊*第四章總結(jié)4.1心得體會(huì)與改進(jìn)在這次的魚缸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，所遇到的問題有傳感器選擇問題。起初在設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能時(shí)，我和搭檔想要在系統(tǒng)中增加檢測(cè)水質(zhì)PH的功能，后發(fā)現(xiàn)PH水質(zhì)傳感器的價(jià)格昂貴，且不易實(shí)現(xiàn)。于是將水質(zhì)PH的數(shù)據(jù)項(xiàng)換成水位。選擇好研究對(duì)象后，又遭遇了突發(fā)的疫情狀況，導(dǎo)致硬件與配件遲遲無法焊接完成。如今畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近尾聲，從選題到功能選擇，硬件購(gòu)買與焊接，1個(gè)多月的奮斗也終將有了結(jié)果。剛開始做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，不知道該從哪里入手，思路不清晰，沒有一條邏輯線，感覺這也不會(huì)那也不會(huì)，總是拿不定主意，畢竟畢業(yè)設(shè)計(jì)也是第一次，該如何著手設(shè)計(jì)毫無經(jīng)驗(yàn)，所以前期的工作進(jìn)展非常緩慢，主要原因是自身對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的了解非常片面，很多編程和開發(fā)技術(shù)都沒有接觸過，在翻閱資料的過程中也有很多地方看不懂，每個(gè)小段都要琢磨很久，找老師找專業(yè)人員詢問，才一知半解。渡過艱難的前期，到了畢設(shè)的中期，整個(gè)系統(tǒng)的邏輯和框架才慢慢呈現(xiàn)出來，有了邏輯思路和框架之后，就是細(xì)化和按部就班的完成每一個(gè)大節(jié)點(diǎn)下的小節(jié)點(diǎn)。通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)呢，我也發(fā)現(xiàn)了還有很多欠缺的知識(shí)，自己要學(xué)的東西還很多，將課本上的知識(shí)靈活運(yùn)用到生活中是一件不容易的事情，所以知識(shí)與勞動(dòng)應(yīng)該相結(jié)合，實(shí)踐才能出真知。今后的日子還很長(zhǎng)，知識(shí)的積累是一個(gè)很漫長(zhǎng)的過程。再往后的工作和生活中，應(yīng)該要穩(wěn)打穩(wěn)扎，努力學(xué)好知識(shí)，提高自己的水平。最后通過借鑒前人的案例和經(jīng)過自己不懈的努力，畢設(shè)作品的軟硬件對(duì)接也終于完成，接著讓人頭疼的論文又接踵而來，雖然老師發(fā)了大綱和模板給我們參考，但我始終還是沒有整理出有條理的，有邏輯的目錄，大標(biāo)題小標(biāo)題前前后后修改了幾十遍，目錄才整理出條理。我覺得之所以會(huì)出現(xiàn)如此的原因是因?yàn)樽陨韺?duì)物聯(lián)網(wǎng)和相關(guān)技術(shù)的了解還有所欠缺，對(duì)大框架下的功能不能夠細(xì)分，且區(qū)分它們之間的關(guān)系。雖然最終設(shè)計(jì)完成了，但在這次的魚缸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，不管是硬件部分或是軟件部分，都有些許遺憾。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間安排的不夠緊湊，導(dǎo)致后面時(shí)間較緊張，系統(tǒng)還有很多功能無法實(shí)現(xiàn)，例如水質(zhì)優(yōu)劣的監(jiān)測(cè)，魚缸中魚的生命跡象顯示等功能。所以該系統(tǒng)還有許多需要完善的功能或者需求，比如硬件部分，傳感器的框架設(shè)計(jì)和焊接的布局設(shè)計(jì)沒有做好，選用的傳感器能實(shí)現(xiàn)的功能不夠全面，軟件部分界面只是簡(jiǎn)單的列出，并沒有圖片和樣式的加入，反饋的控制調(diào)節(jié)環(huán)境參量等多方面問題。這些都有待進(jìn)一步改善。4.2致謝雖然大學(xué)四年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，但是人生的道路還很漫長(zhǎng)。在此文里我想感謝我的母校（北京理工大學(xué)珠海學(xué)院），我的畢設(shè)指導(dǎo)老師李華頌，還有我的其他任課老師們，同學(xué)們，朋友們，在此我表達(dá)由衷的謝意。感謝你們?cè)谒哪昀飳?duì)我學(xué)習(xí)的關(guān)心，對(duì)我生活的照顧，我的每一份成功都離不開老師們的諄諄教誨和同學(xué)們的熱心幫助。在我剛進(jìn)大學(xué)的時(shí)候，我們的班主任繆春老師，便非常詳細(xì)的告訴了我們?nèi)绾卧谶@個(gè)大學(xué)的小社會(huì)環(huán)境里生存與競(jìng)爭(zhēng)，再到后來社會(huì)實(shí)踐（實(shí)習(xí)），我也多次向繆老師詢問具體的流程比如簽訂協(xié)議和手續(xù)以及簽到記錄等問題，繆春老師都非常的耐心解答，大學(xué)四年的生活她都在無微不至地關(guān)注著我們的成長(zhǎng)，在此我要感謝您的付出。同時(shí)我還要感謝我們的輔導(dǎo)員，蔣輝霞和梁天。生活中大大小小的瑣事，疑難雜癥，糾紛或困擾都可以尋求輔導(dǎo)員的幫助，無論是生活的煩惱或是學(xué)習(xí)上的阻礙，輔導(dǎo)員總能給出最好的建議，指引我們前行，掃除障礙，為我們的成長(zhǎng)保駕護(hù)航。最后，我要感謝的是我的畢業(yè)設(shè)計(jì)搭檔鮑鑫和指導(dǎo)老師李華頌，由于突發(fā)的疫情，導(dǎo)致我們無法更直接的面對(duì)面溝通，老師多次給我們每個(gè)人打視頻電話以及語音電話，督促以及催促我們完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)，從最初的選課題找搭檔到翻閱資料，論文大綱初稿的確定，中期論文的修改，從字體到格式再到段落調(diào)整，各個(gè)環(huán)節(jié)都給出了建議和指導(dǎo)，同時(shí)還在思想上給予我們關(guān)懷。起初同學(xué)們的反應(yīng)還不太積極，但李華頌老師依然非常熱情的跟同學(xué)們溝通，到最后大家無話不談，暢所欲言。在此我要向李華頌老師致以最誠(chéng)摯的敬意和尊敬，謝謝您這段時(shí)間以來的付出！此外我還要感謝我的搭檔鮑鑫，我們這組的選題是魚缸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，我負(fù)責(zé)硬件，他負(fù)責(zé)軟件設(shè)計(jì)，在傳感器的選用和用戶端的選用上，鮑鑫同學(xué)都給了我不同的建議，最終我們達(dá)成共識(shí)，使用水位，溫度以及光照傳感器獲取數(shù)據(jù)，通過控制板到服務(wù)端，用戶端（同是PC端），使用賬戶密碼登錄所設(shè)計(jì)的網(wǎng)頁(yè)獲取魚缸內(nèi)部的監(jiān)控記錄及實(shí)時(shí)狀況。另外在論文的寫作上，我也得到了鮑鑫同學(xué)的熱情幫助，在軟件設(shè)計(jì)部分，他也給我提供了不少相關(guān)的資料，幫助我完成我論文的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分。實(shí)物作品的成功誕生離不開在整個(gè)畢設(shè)期間與我密切合作的朋友們，同學(xué)們，老師們。在此我再一次向你們表達(dá)我的謝意！感謝你們！4.3參考文獻(xiàn)[1]賈月琴，物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀分析及標(biāo)準(zhǔn)化探討,2013[2]蔡睿.Arduino的原理及應(yīng)用[J].電子設(shè)計(jì)工程,2012,20(16):1-3[3]王春明,王翔宇,繆明等.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2015，11(22):154-157.

[4]崔陽,張維華,白云峰.一種基于Arduino的智能家居控制系統(tǒng)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2014,40（4）：124-125

[5]奧爾波,Node.js入門經(jīng)典，人民郵電出版社，2013[6]郭家寶,Node.js開發(fā)指南，人民郵電出版社[7]DominiqueD.Guinard/VladM.Trifa著,《從物聯(lián)到萬聯(lián)：Node.js與樹莓派萬維物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建實(shí)戰(zhàn)》,2018[8]陳建樹，楊光軍.適合不同魚種生存環(huán)境的智能魚缸的設(shè)計(jì)[J],2013[9]羅超.物聯(lián)網(wǎng)賦予的質(zhì)變讓智能家居更懂你[J].中國(guó)公共安全，2018（07）：184-190.[10]PedroTeixeira著胡訓(xùn)強(qiáng)張欣景譯,Node.js高級(jí)編程,20134.4附錄傳感器代碼：GY30光照傳感器核心代碼：#include<Wire.h>//GY-30//BH1750FVI//inADDR'L'mode7bitaddr#defineADDR0b0100011//addr'H'mode//#defineADDR0b1011100voidsetup(){//putyoursetupcodehere,torunonce:Serial.begin(9600);while(!Serial){;//waitforserialporttoconnect.NeededforLeonardoonly}Wire.begin();pinMode(13,OUTPUT);Wire.beginTransmission(ADDR);Wire.write(0b00000001);Wire.endTransmission();}voidloop(){//putyourmaincodehere,torunrepeatedly:intval=0;//resetWire.beginTransmission(ADDR);Wire.write(0b00000111);Wire.endTransmission();digitalWrite(13,LOW);delay(100);Wire.beginTransmission(ADDR);Wire.write(0b00100000);Wire.endTransmission();//typicalreaddelay120msdelay(120);Wire.requestFrom(ADDR,2);//2byteeverytimefor(val=0;Wire.available()>=1;){charc=Wire.read();//Serial.println(c,HEX);val=(val<<8)+(c&0xFF);}val=val/1.2;Serial.print("lx:");Serial.println(val);//Serial.println("OK");digitalWrite(13,HIGH);delay(500);}水位傳感器核心代碼：doubletemp，data;voidsetup(){//putyoursetupcodehere,torunonce:Serial.begin(9600);}voidloop(){//putyourmaincodehere,torunrepeatedly:temp=(long)analogRead(0);data=(temp/650)*4;Serial.print("thedepthis:");Serial.print(data);Serial.println("cm");delay(1000);}溫度傳感器核心代碼：floattemp=0;//thesetuproutinerunsoncewhenyoupressreset:voidsetup(){Serial.begin(115200);Serial.println(F("readingtemperaturebegin.\n"));}//thelooproutinerunsoverandoveragainforever:voidloop(){staticunsignedlongsensortStamp=0;if(millis()-sensortStamp>100){sensortStamp=millis();//readtheLM35sensorvalueandconverttothedegreesevery100ms.intreading=analogRead(0);//注意到我們是把LM35的輸出端連接到了A0，所以這里是analogRead(0)temp=reading*0.0048828125*100;Serial.print(F("RealTimeTemp:"));Serial.println(temp);}}Node讀取串口信息核心代碼：constSerialPort=require('serialport');constReadline=require('@serialport/parser-readline');constport=newSerialPort('COM3',{baudRate:9600});constparser=port.pipe(newReadline({delimiter:'\n'}));//Readtheportdataport.on("open",()=>{console.log('serialportopen');});parser.on('data',data=>{console.log('gotwordfromarduino:',data);});Node讀取不同的串口信息獲取溫度，光照，水位三個(gè)數(shù)據(jù)。

怎樣提高電腦系統(tǒng)運(yùn)行速度WindowsXP的啟動(dòng)速度比Windows2000要快30%左右，但相對(duì)于Windows98仍然要慢了不少，不過，我們可以通過優(yōu)化設(shè)置，來大大提高WindowsXP的啟動(dòng)速度。加快系統(tǒng)啟動(dòng)速度主要有以下方法：盡量減少系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)加載的程序與服務(wù)；對(duì)磁盤及CPU等硬件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置；修改默認(rèn)設(shè)置，減少啟動(dòng)等待時(shí)間等。這些方法大部分既可減少系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)間，又可以節(jié)省系統(tǒng)資源，加快電腦運(yùn)行速度。1.加快系統(tǒng)啟動(dòng)速度WindowsXP的啟動(dòng)速度比Windows2000要快30%左右，但相對(duì)于Windows98仍然要慢了不少，不過，我們可以通過優(yōu)化設(shè)置，來大大提高WindowsXP的啟動(dòng)速度。加快系統(tǒng)啟動(dòng)速度主要有以下方法：盡量減少系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)加載的程序與服務(wù)；對(duì)磁盤及CPU等硬件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置；修改默認(rèn)設(shè)置，減少啟動(dòng)等待時(shí)間等。這些方法大部分既可減少系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)間，又可以節(jié)省系統(tǒng)資源，加快電腦運(yùn)行速度。(1)MsconfigWindowsXP的啟動(dòng)速度在系統(tǒng)安裝初期還比較快，但隨著安裝的軟件不斷增多，系統(tǒng)的啟動(dòng)速度會(huì)越來越慢，這是由于許多軟件把自己加在了啟動(dòng)程序中，這樣開機(jī)即需運(yùn)行，大大降低了啟動(dòng)速度，而且也占用了大量的系統(tǒng)資源。對(duì)于這樣一些程序，我們可以通過系統(tǒng)配置實(shí)用程序Msconfig將它們從啟動(dòng)組中排除出去。選擇“開始”菜單中的“運(yùn)行”命令，在“運(yùn)行”對(duì)話框中鍵入“Msconfig”，回車后會(huì)彈出“系統(tǒng)配置實(shí)用程序”對(duì)話框，選擇其中的“啟動(dòng)”選項(xiàng)卡(如圖1)，該選項(xiàng)卡中列出了系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)加載的項(xiàng)目及來源，仔細(xì)查看每個(gè)項(xiàng)目是否需要自動(dòng)加載，否則清除項(xiàng)目前的復(fù)選框，加載的項(xiàng)目越少，啟動(dòng)的速度就越快。設(shè)置完成后需要重新啟動(dòng)方能生效。(2)BootvisBootvis是微軟提供的一個(gè)啟動(dòng)優(yōu)化工具，可提高WindowsXP的啟動(dòng)速度。用BootVis提升WindowsXP的啟動(dòng)速度必須按照正確的順序進(jìn)行操作，否則將不會(huì)起到提速的效果。其正確的操作方法如下：?jiǎn)?dòng)Bootvis，從其主窗口(如圖2)中選擇“工具”菜單下的“選項(xiàng)”命令，在“符號(hào)路徑”處鍵入Bootvis的安裝路徑，如“C:\ProgramFiles\Bootvis”，單擊“保存”退出。從“跟蹤”菜單中選擇“下次引導(dǎo)”命令，會(huì)彈出“重復(fù)跟蹤”對(duì)話框，單擊“確定”按鈕，BootVis將引導(dǎo)WindowsXP重新啟動(dòng)，默認(rèn)的重新啟動(dòng)時(shí)間是10秒。系統(tǒng)重新啟動(dòng)后，BootVis自動(dòng)開始運(yùn)行并記錄啟動(dòng)進(jìn)程，生成啟動(dòng)進(jìn)程的相關(guān)BIN文件，并把這個(gè)記錄文件自動(dòng)命名為TRACE_BOOT_1_1。程序記錄完啟動(dòng)進(jìn)程文件后，會(huì)重新啟動(dòng)BootVis主界面，在“文件”菜單中選擇剛剛生成的啟動(dòng)進(jìn)程文件“TRACE_BOOT_1_1”。窗口中即會(huì)出現(xiàn)“CPU>使用”、“磁盤I/O”、“磁盤使用”、“驅(qū)動(dòng)程序延遲”等幾項(xiàng)具體圖例供我們分析，不過最好還是讓BootVis程序來自動(dòng)進(jìn)行分析：從“跟蹤”菜單中選擇“系統(tǒng)優(yōu)化”命令，程序會(huì)再次重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，并分析啟動(dòng)進(jìn)程文件，從而使計(jì)算機(jī)啟動(dòng)得更快。(3)禁用多余的服務(wù)WindowsXP在啟動(dòng)時(shí)會(huì)有眾多程序或服務(wù)被調(diào)入到系統(tǒng)的內(nèi)存中，它們往往用來控制Windows系統(tǒng)的硬件設(shè)備、內(nèi)存、文件管理或者其他重要的系統(tǒng)功能。但這些服務(wù)有很多對(duì)我們用途不大甚至根本沒有用，它們的存在會(huì)占用內(nèi)存和系統(tǒng)資源，所以應(yīng)該將它們禁用，這樣最多可以節(jié)省70MB的內(nèi)存空間，系統(tǒng)速度自然也會(huì)有很大的提高。選擇“開始”菜單中的“運(yùn)行”命令，在“運(yùn)行”對(duì)話框鍵入“services.msc”后回車，即可打開“服務(wù)”窗口。窗口的服務(wù)列表中列出了系統(tǒng)提供的所有服務(wù)的名稱、狀態(tài)及啟動(dòng)類型。要修改某個(gè)服務(wù)，可從列表雙擊它，會(huì)彈出它的屬性對(duì)話框(如圖3)，你可從“常規(guī)”選項(xiàng)卡對(duì)服務(wù)進(jìn)行修改，通過單擊“啟動(dòng)”、“停止”、“暫停”、“恢復(fù)”四個(gè)按鈕來修改服務(wù)的狀態(tài)，并可從“啟動(dòng)類型”下拉列表中修改啟動(dòng)類型，啟動(dòng)類型有“自動(dòng)”、“手動(dòng)”、“已禁用”三種。如果要禁止某個(gè)服務(wù)在啟動(dòng)自動(dòng)加載，可將其啟動(dòng)類型改為“已禁用”。WindowsXP提供的所有服務(wù)有36個(gè)默認(rèn)是自動(dòng)啟動(dòng)的，實(shí)際上，其中只有8個(gè)是必須保留的(見下表)，其他的則可根據(jù)自己的需要進(jìn)行設(shè)置，每種服務(wù)的作用在軟件中有提示。4)修改注冊(cè)表來減少預(yù)讀取，減少進(jìn)度條等待時(shí)間WindowsXP在啟動(dòng)過程中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)進(jìn)度條，我們可以通過修改注冊(cè)表，讓進(jìn)度條只跑一圈就進(jìn)入登錄畫面。選擇“開始”菜單中的“運(yùn)行”命令，在“運(yùn)行”對(duì)話框鍵入“regedit”命令后回車，即可啟動(dòng)注冊(cè)表編輯器，在注冊(cè)表中找HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\PrefetchParameters，選擇其下的EnablePrefetcher鍵，把它的鍵值改為“1”即可。(5)減少開機(jī)磁盤掃描等待時(shí)間當(dāng)Windows日志中記錄有非正常關(guān)機(jī)、死機(jī)引起的重新啟動(dòng)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)在啟動(dòng)的時(shí)候運(yùn)行磁盤掃描程序。在默認(rèn)情況下，掃描每個(gè)分區(qū)前會(huì)等待10秒鐘，如果每個(gè)分區(qū)都要等上10秒才能開始進(jìn)行掃描，再加上掃描本身需要的時(shí)間，會(huì)耗費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能完成啟動(dòng)過程。對(duì)于這種情況我們可以設(shè)置取消磁盤掃描的等待時(shí)間，甚至禁止對(duì)某個(gè)磁盤分區(qū)進(jìn)行掃描。選擇“開始→運(yùn)行”，在運(yùn)行對(duì)話框中鍵入“chkntfs/t:0”，即可將磁盤掃描等待時(shí)間設(shè)置為0；如果要在計(jì)算機(jī)啟動(dòng)時(shí)忽略掃描某個(gè)分區(qū)，比如C盤，可以輸入“chkntfs/xc:”命令；如果要恢復(fù)對(duì)C盤的掃描，可使用“chkntfs/dc:”命令，即可還原所有chkntfs默認(rèn)設(shè)置，除了自動(dòng)文件檢查的倒計(jì)時(shí)之外。2.提高系統(tǒng)運(yùn)行速度提升系統(tǒng)運(yùn)行速度的思路與加快啟動(dòng)的速度類似：盡量?jī)?yōu)化軟硬件設(shè)置，減輕系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。以下是一些常用的優(yōu)化手段。(1)設(shè)置處理器二級(jí)緩存容量WindowsXP無法自動(dòng)檢測(cè)處理器的二級(jí)緩存容量，需要我們自己在注冊(cè)表中手動(dòng)設(shè)置，首先打開注冊(cè)表，找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\”，選擇其下的“SecondLevelDataCache”，根據(jù)自己所用的處理器設(shè)置即可，例如PIIICoppermine/P4Willamette是“256”，AthlonXP是“384”，P4Northwood是“512”。(2)提升系統(tǒng)緩存同樣也是在“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\”位置，把其下的“LargeSystemCache”鍵值從0改為1，WindowsXP就會(huì)把除了4M之外的系統(tǒng)內(nèi)存全部分配到文件系統(tǒng)緩存中，這樣XP的內(nèi)核能夠在內(nèi)存中運(yùn)行，大大提高系統(tǒng)速度。通常來說，該優(yōu)化會(huì)使系統(tǒng)性能得到相當(dāng)?shù)奶嵘?，但也有可能?huì)使某些應(yīng)用程序性能降低。需要注意的是必須有256M以上的內(nèi)存，激活LargeSystemCache才可起到正面的作用，否則不要輕易改動(dòng)它。(3)改進(jìn)輸入/輸出性能這個(gè)優(yōu)化能夠提升系統(tǒng)進(jìn)行大容量文件傳輸時(shí)的性能，不過這只對(duì)服務(wù)器用戶才有實(shí)在意義。我們可在中新建一個(gè)DWORD(雙字節(jié)值)鍵值，命名為IOPageLockLimit。一般情況下把數(shù)據(jù)設(shè)置8~16MB之間性能最好，要記住這個(gè)值是用字節(jié)來計(jì)算的，例如你要分配10MB的話，就是10×?1024×1024，也就是10485760。這里的優(yōu)化也需要你的機(jī)器擁有大于256M的內(nèi)存。(4)禁用內(nèi)存頁(yè)面調(diào)度在正常情況下，XP會(huì)把內(nèi)存中的片斷寫入硬盤，我們可以阻止它這樣做，讓數(shù)據(jù)保留在內(nèi)存中，從而提升系統(tǒng)性能。在注冊(cè)表中找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\SessionManager\MemoryManagement\”下的“DisablePagingExecutive”鍵，把它的值從0改為1即可禁止內(nèi)存頁(yè)面調(diào)度了。(5)關(guān)閉自動(dòng)重新啟動(dòng)功能當(dāng)WindowsXP遇到嚴(yán)重問題時(shí)便會(huì)突然重新開機(jī)，可從注冊(cè)表將此功能取消。打開注冊(cè)表編輯器，找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\CrashControl\”將AutoReboot鍵的Dword值更改為0，重新啟動(dòng)后設(shè)置即可生效。(6)改變視覺效果WindowsXP在默認(rèn)情況下啟用了幾乎所有的視覺效果，如淡入淡出、在菜單下顯示陰影。這些視覺效果雖然漂亮，但對(duì)系統(tǒng)性能會(huì)有一定的影響，有時(shí)甚至造成應(yīng)用軟件在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)停頓。一般情況下建議少用或者取消這些視覺效果。選擇桌面上“我的電腦”圖標(biāo)，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“屬性”命令，打開“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框。選擇“高級(jí)”選項(xiàng)卡，在其中的“性能”欄中單擊“設(shè)置”按鈕，會(huì)彈出“性能選項(xiàng)”對(duì)話框(如圖4)，可選擇“調(diào)整為最佳性能”單選框來關(guān)閉所有的視覺效果，也可選擇“自定義”然后選擇自己需要的視覺效果。(7)合理設(shè)置頁(yè)面虛擬內(nèi)存同樣也是在“性能選項(xiàng)”對(duì)話框中，選擇“高級(jí)”選項(xiàng)卡，在其中的“虛擬內(nèi)存”欄中單擊“更改”按鈕，接下來選擇虛擬內(nèi)存為“自定義大小”，然后設(shè)置其數(shù)值。一般情況下，把虛擬設(shè)為不小于256M，不大于382M比較合適，而且最大值和最小值最好一樣。(8)修改外觀方案WindowsXP默認(rèn)的外觀方案雖然漂亮，但對(duì)系統(tǒng)資源的占用也多，可將其改為經(jīng)典外觀以獲得更好的性能。在桌面空白位置單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇“屬性”命令，會(huì)打開“顯示屬性”對(duì)話框，在“主題”選項(xiàng)卡選擇主題為“Windows經(jīng)典”，即可將外觀修改為更為經(jīng)濟(jì)的Windows經(jīng)典外觀。(9)取消XP對(duì)ZIP支持WindowsXP在默認(rèn)情況下打開了對(duì)zip文件支持，這要占用一定的系統(tǒng)資源，可選擇“開始→運(yùn)行”，在“運(yùn)行”對(duì)話框中鍵入“regsvr32/uzipfldr.dll”，回車確認(rèn)即可取消XP對(duì)ZIP解壓縮的支持，從而節(jié)省系統(tǒng)資源。(10)關(guān)閉Dr.WatsonDr.Watson是WindowsXP的一個(gè)崩潰分析工具，它會(huì)在應(yīng)用程序崩潰的時(shí)候自動(dòng)彈出，并且在默認(rèn)情況下，它會(huì)將與出錯(cuò)有關(guān)的內(nèi)存保存為DUMP文件以供程序員分析。不過，記錄DUMP文件對(duì)普通用戶則毫無幫助，反而會(huì)帶來很大的不便：由于Dr.Watson在應(yīng)用程序崩潰時(shí)會(huì)對(duì)內(nèi)存進(jìn)行DUMP記錄，將出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間硬盤讀寫操作，要很長(zhǎng)一斷時(shí)間程序才能關(guān)閉，并且DUMP文件還會(huì)占用大量磁盤空間。要關(guān)閉Dr.Watson可打開注冊(cè)表編輯器，找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\WindowsNT\CurrentVersion\AeDebug”分支，雙擊其下的Auto鍵值名稱，將其“數(shù)值數(shù)據(jù)”改為0，最后按F5刷新使設(shè)置生效，這樣就取消它的運(yùn)行了。同樣，我們可以把所有具備調(diào)試功能的選項(xiàng)取消，比如藍(lán)屏?xí)r出現(xiàn)的memory.dmp，可在“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框中選擇“高級(jí)”選項(xiàng)卡，單擊“啟動(dòng)和故障恢復(fù)”欄中的“設(shè)置”按鈕，并在彈出的“啟動(dòng)和故障恢復(fù)”對(duì)話框中選擇“寫入調(diào)試信息”為“無”(如圖5)。(11)啟動(dòng)硬盤/光驅(qū)DMA模式打開“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框，選擇“硬件”選擇卡中的“設(shè)備管理器”按鈕，打開“設(shè)備管理器”窗口，在設(shè)備列表中選擇“IDEATA/ATAPI控制器”，雙擊“主要IDE通道”或“次要IDE通過”，在其屬性對(duì)話框的“高級(jí)設(shè)置”選項(xiàng)卡中檢查DMA模式是否已啟動(dòng)，一般來說如果設(shè)備支持，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)打開DMA功能，如果沒有打開可將“傳輸模式”設(shè)為“DMA(若可用)”。(12)關(guān)掉不用的設(shè)備WindowsXP總是盡可能為電腦的所有設(shè)備安裝驅(qū)動(dòng)程序并進(jìn)行管理，這不僅會(huì)減慢系統(tǒng)啟動(dòng)的速度，同時(shí)也造成了系統(tǒng)資源的大量占用。針對(duì)這一情況，你可在設(shè)備管理器中，將PCMCIA卡、調(diào)制解調(diào)器、紅外線設(shè)備、打印機(jī)端口(LPT1)或者串口(COM1)等不常用的設(shè)備停用，方法是雙擊要停用的設(shè)備，在其屬性對(duì)話框中的“常規(guī)”選項(xiàng)卡中選擇“不要使用這個(gè)設(shè)備(停用)”。在重新啟動(dòng)設(shè)置即可生效，當(dāng)需要使用這些設(shè)備時(shí)再?gòu)脑O(shè)備管理器中啟用它們。(13)關(guān)閉錯(cuò)誤報(bào)告當(dāng)應(yīng)用程序出錯(cuò)時(shí)，會(huì)彈出發(fā)送錯(cuò)誤報(bào)告的窗口，其實(shí)這樣的錯(cuò)誤報(bào)告對(duì)普通用戶而言幾乎沒有任何意義，關(guān)閉它是明智的選擇。在“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框中選擇“高級(jí)”選項(xiàng)卡，單擊“錯(cuò)誤報(bào)告”按鈕，在彈出的“錯(cuò)誤匯報(bào)”對(duì)話框中，選擇“禁用錯(cuò)誤匯報(bào)”單選項(xiàng)，最后單擊“確定”即可。另外我們也可以從組策略中關(guān)閉錯(cuò)誤報(bào)告：從“運(yùn)行”中鍵入“gpedit.msc”，運(yùn)行“組策略編輯器”，展開“計(jì)算機(jī)配置→管理模板→系統(tǒng)→錯(cuò)誤報(bào)告功能”，雙擊右邊設(shè)置欄中的“報(bào)告錯(cuò)誤”，在彈出的“屬性”對(duì)話框中選擇“已禁用”單選框即可將“報(bào)告錯(cuò)誤”禁用。(14)關(guān)閉自動(dòng)更新“自動(dòng)更新”功能對(duì)許多WindowsXP用戶而言并不是必需的，可將其關(guān)閉以節(jié)省系統(tǒng)資源。在“我的電腦”上單擊鼠標(biāo)右鍵，從快捷菜單中選擇“屬性”命令，選擇“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框中的“自動(dòng)更新”選項(xiàng)卡，勾選“關(guān)閉自動(dòng)更新，我將手動(dòng)更新計(jì)算機(jī)”單選框，單擊“確定”按鈕即可關(guān)閉自動(dòng)更新功能。如果在“服務(wù)”已經(jīng)將“AutomaticUpdates”服務(wù)關(guān)閉，“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框中的“自動(dòng)更新”選項(xiàng)卡就不能進(jìn)行任何設(shè)置了。(15)去掉菜單延遲去掉菜單彈出時(shí)的延遲，可以在一定程度上加快XP。要修改的鍵值位置在“HKEY_CURRENT_USER\ControlPanel\Desktop”。修改其下的“MenuShowDelay”鍵，把默認(rèn)的400修改為0，按F5刷新注冊(cè)表即可生效。(16)清除預(yù)讀文件WindowsXP的預(yù)讀設(shè)置雖然可以提高系統(tǒng)速度，但是使用一段時(shí)間后，預(yù)讀文件夾里的文件數(shù)量會(huì)變得相當(dāng)龐大，導(dǎo)致系統(tǒng)搜索花費(fèi)的時(shí)間變長(zhǎng)。而且有些應(yīng)用程序會(huì)產(chǎn)生死鏈接文件，更加重了系統(tǒng)搜索的負(fù)擔(dān)。所以，應(yīng)該定期刪除這些預(yù)讀文件。預(yù)計(jì)文件存放在WindowsXP系統(tǒng)文件夾的Prefetch文件夾中，該文件夾下的所有文件均可刪除。(17)關(guān)閉自動(dòng)播放功能在WindowsXP中，當(dāng)往光驅(qū)中放入光盤或?qū)SB硬盤接上電腦時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)將光驅(qū)或USB硬盤掃描一遍，同時(shí)提示你是否播放里面的圖片、視頻、音樂等文件，如果是擁有多個(gè)分區(qū)的大容量的USB硬盤，掃描會(huì)耗費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，而且你得多次手動(dòng)關(guān)閉提示窗口，非常麻煩。這種情況下我們可以將WindowsXP的自動(dòng)播放功能關(guān)閉。運(yùn)行“組策略”程序。在組策略窗口左邊欄中，打開“計(jì)算機(jī)配置”，選擇“管理模板”下的“系統(tǒng)”，然后在右邊的配置欄中找到“關(guān)閉自動(dòng)播放”并雙擊它，會(huì)彈出“關(guān)閉自動(dòng)播放屬性”對(duì)話框。在其中“設(shè)置”選項(xiàng)卡中選擇“已啟用”，“關(guān)閉自動(dòng)播放”下拉列表中選擇“所有驅(qū)動(dòng)器”(如圖6)。這樣以后就不用擔(dān)心WindowsXP的“自動(dòng)播放”功能帶來的麻煩了。如果你只是想禁止系統(tǒng)掃描某個(gè)驅(qū)動(dòng)器(如USB硬盤)上的文件，可采用下面的方法。先連上你的USB硬盤，讓系統(tǒng)將它識(shí)別出來。然后打開“我的電腦”，選擇USB硬盤上的某個(gè)分區(qū)，按鼠標(biāo)右鍵，會(huì)彈出磁盤屬性窗口，選取“自動(dòng)播放”選項(xiàng)卡，將所有內(nèi)容的類型都選擇為不執(zhí)行操作。如果USB硬盤有多個(gè)分區(qū)，對(duì)所有分區(qū)都進(jìn)行同樣的操作，這樣當(dāng)你將USB驅(qū)動(dòng)器拔掉再重新接上時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將USB硬盤識(shí)別出來，而不會(huì)反復(fù)問你是否播放USB硬盤中的文件了。3.加快關(guān)機(jī)速度WindowsXP的關(guān)機(jī)速度要慢于啟動(dòng)速度，特別有些任務(wù)還需要手工結(jié)束，更加延緩了關(guān)機(jī)速度。因此，要加快關(guān)機(jī)速度，首先要開啟WindowsXP的自動(dòng)結(jié)束任務(wù)功能。具體步驟是：從注冊(cè)表中找到“HKEY_CURRENT_USER\ControlPanel\Desktop”，把“AutoEndTasks”的鍵值設(shè)置為1即可。然后再修改“HungAppTimeout”為“4000(或更小)”(預(yù)設(shè)為5000)，該鍵值同樣也在“HKEY_CURRENT_USER\ControlPanel\Desktop”下；最后一步再找到“HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\”，同樣把WaitToKillServiceTimeout設(shè)置為“4000”；通過這樣設(shè)置后的關(guān)機(jī)速度明顯要加快了。夠全面吧~~◆二、硬件優(yōu)化設(shè)置◆1、關(guān)掉不用的設(shè)備

在設(shè)備管理器中，將PCMCIA卡、調(diào)制解調(diào)器、紅外線設(shè)備、打印機(jī)端口(LPT1)或者串口(COM1)等不常用的設(shè)備停用，在要停用設(shè)備屬性對(duì)話框中的“常規(guī)”選項(xiàng)卡中選擇“不要使用這個(gè)設(shè)備(停用)”。當(dāng)需要使用這些設(shè)備時(shí)再?gòu)脑O(shè)備管理器中啟用它們?！?、內(nèi)存性能優(yōu)化

WindowsXP中有幾個(gè)選項(xiàng)可以優(yōu)化內(nèi)存性能，它們?nèi)荚谧?cè)表下面位置：HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetControlSession

ManagerMemory

Management

1）禁用內(nèi)存頁(yè)面調(diào)度（Paging

Executive）

XP會(huì)把內(nèi)存中的片斷寫入硬盤，我們可以阻止它這樣做，讓數(shù)據(jù)保留在內(nèi)存中，從而提升系統(tǒng)性能。256M以上內(nèi)存才使用這個(gè)設(shè)置。把“DisablePagingExecutive”的值從0改為1就可以禁止內(nèi)存頁(yè)面調(diào)度了。

2）提升系統(tǒng)緩存

必須有256M以上的內(nèi)存，才激活它。把LargeSystemCache鍵值從0改為1，一般來說，這項(xiàng)優(yōu)化會(huì)使系統(tǒng)性能得到相當(dāng)?shù)奶嵘?，但也有可能?huì)使某些應(yīng)用程序性能降低。

3）輸入/輸出性能

內(nèi)存大于256M才更改這里的值，這個(gè)優(yōu)化只對(duì)server（服務(wù)器）用戶才有實(shí)在意義，它能夠提升系統(tǒng)進(jìn)行大容量文件傳輸時(shí)的性能。建一個(gè)DWORD（雙字節(jié)值）鍵值，命名為IOPageLockLimit，數(shù)值設(shè)8M－16M字節(jié)之間性能最好，具體設(shè)什么值，可試試哪個(gè)值可獲得最佳性能。這個(gè)值是用字節(jié)來計(jì)算的，比如你要分配12M，就是12×1024×1024，也就是12582912?！?、啟動(dòng)硬盤/光驅(qū)DMA模式

“系統(tǒng)屬性”－“硬件”－“設(shè)備管理器”，在設(shè)備列表中選擇“IDE

ATA/ATAPI控制器”，雙擊“主要

IDE

通道”或“次要

IDE

通道”，在其屬性對(duì)話框的“高級(jí)設(shè)置”選項(xiàng)卡中檢查DMA模式是否已啟動(dòng)，一般來說如果設(shè)備支持，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)打開DMA功能，如果沒有打開可將“傳輸模式”設(shè)為“DMA（若可用）”（在BIOS里也應(yīng)該要先設(shè)為支持DMA）。

◆4、關(guān)閉自動(dòng)播放功能

運(yùn)行“組策略”程序,在組策略窗口左邊欄中打開“計(jì)算機(jī)配置”，選擇“管理模板”下的“系統(tǒng)”，然后在右邊的配置欄中找到“關(guān)閉自動(dòng)播放”并雙擊它，會(huì)彈出“關(guān)閉自動(dòng)播放屬性”對(duì)話框，在其中“設(shè)置”選項(xiàng)卡中選擇“已啟用”，“關(guān)閉自動(dòng)播放”下拉列表中選擇“所有驅(qū)動(dòng)器”。

◆5、設(shè)置二級(jí)緩存容量

WindowsXP有時(shí)無法自動(dòng)檢測(cè)處理器的二級(jí)緩存容量，需要我們手動(dòng)設(shè)置。運(yùn)行注冊(cè)表編輯器，找到HKCU_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetControlSession

ManagerMemory

Mana