当前全球化经济快速发展，仓库的数量、存储规模逐年增加，导致对仓储安全管理的要求也进一步提高。在仓储管理过程中，除了需要加强防盗、防火安全管理外，还要进一步将仓库管理融入互联网系统。尽管目前有些仓库能够对温湿度、人员入侵情况进行监测和监控，但是在报警方式和处理问题方面依然依赖于人工，其根本原因是体系框架过于简单，构架也仅局限于局域网的一种或几种简单的仓库套件应用，各种操作都赖于人工。当涉及较为复杂、繁琐的操作时，在操作的过程中耗费大量人力、物力。因此，加强系统的优化，重视关键点的控制，通过云平台加强无线仓储智能监控预警显得越来越重要，本设计在原有仓库信息系统的条件下，与一些传感器相结合，形成一个高效率、低成本的环境监控系统，确保仓库的安全性。

Zigbee作为一种无线通信技术，其主要特点在于网络容量大、成本低、能耗低，运行较为安全。在本次设计当中主要通过Zigbee无线传感网络来建设现场的环境检测和消防安全监测。

其构架主要分成外部客户端、互联网云平台以及无线传感器三个部分，形成应用层、感知层、传输层。无线传感器主要包含了传输系统、传感器、云平台等，感知层主要是分布与仓库当中的各种传感器组成的，基于Zigbee技术的特点形成完善的路由、终端节点等。

传感器可以有效对仓库当中的温度、湿度、可燃气体等数据进行采集，并且通过传感系统进入网关。云平台在设计过程中是传感器之间进行连接，通过对应的协议获得参数，并且将其存储到数据库当中以便后续使用。在实践当中，通过Java开发B\S结构的管理云平台，可以通过浏览器让用户进行物联网数据的查看和管理，对于不同网关连接设备进行智能化的配置，在管理过程中可以有效地对数据进行传送。

系统在工作的过程中每隔5s将传感器数据上送到云平台，并且进行存储，实时分析和处理，如有必要还可以引入大数据处理系统。智能化数据在运行过程中依照采集的数据要求和既定的管理策略进行命令的发送，提高运行的效果，让物联网关依照要求进行操作执行相关的执行器，通过无线网络可以有效地将数据发送给手机终端，如果出现严重火灾等，可以自动启动报警装置，并将电磁阀控制的喷头打开，用于进行灭火[1]。

图1 系统方案数据流图  下载原图

本系统当中的硬件主要包含了传感器、执行器、网关等设备，还有Zigbee的节点、视频摄像头等。

在设计的过程中，温湿度传感器、人体红外感应传感器、可燃气体传感器等都通过无线模式进行配置，使用锂电池供电。采集终端节点采集环境信息与合理参数上下限进行判断，超出上下限时PC管控平台会进行报警并记录异常信息。

温湿度传感器使用的主要是DHT11。DHT11传感器是一种复合式的温湿度传感器，集成了温湿度传感和数字采集，可以确保产品具有较高的稳定性，长期应用时具有较好的效果，传感器只有一个NPC元件，具有较高的响应速度和抗高压能力，而且性价比较高。每个传感器都在实验室中进行正确的校正，在应用过程中使用单线制串行接口，具有极低的功耗，超小的体积，可以在仓储系统当中进行稳定的使用，让整个系统简单易用[2]。

气体传感器使用的是514mq-2mq-27t传感器，能够有效地感知周边的可燃气体，在超低压条件下也能够有效工作，而且其电导率会随着可燃气体浓度的增加而逐步增加，稳定性较好。在操作的过程中通过简单的电路就可以有效地对电导率和气体浓度之间的输出信号进行转换，可以有效分析甲烷、氢气等可燃气体，是一种低成本传感器。

执行器主要由继电器，各种自动喷水、通风等设施构成，都可以通过继电器进行控制，在继电器应用过程中和传感器相同，接入Zigbee控制板当中。

图2 执行器连接图  下载原图

Zig Bee管理系统的关键性技术是无线组网技术，系统中各部分都需要由无线网络连接，是设备交互数据的通道，无线网络系统的性能很大程度上决定了整个系统的稳定性、可靠性、可行性。Zig Bee技术相比Wi Fi、蓝牙等其他无线组网技术，具有组网性能好、可靠性高、功耗低、安全性高等优点。网关系统是云平台和各种硬件传感器之间进行连接的重要中间件，主要用于对传感器信息进行收集，并且利用网络的方式向平台进行传送，网关设置过程中，可以有效切换传输模式，可以使用rj45与以太网进行连接，也可以使用内部芯片与Wi Fi进行连接，可以有效与云平台进行通信[3]。

传感器的选型需要对精度和量程进行充分考虑，如果精度较高，传感器的位置和节点的数量增多，会导致成本偏高，而Zigbee通信特点和要求是各节点的距离需要控制在20m以内，温湿度传感器属于密封的，因此需要注意在安装的过程中依照其测量特点进行铺设，最适合连接在风扇或空调附近，光照火焰的传感器一定部位上不能遮盖执行系统，主要用于进行灭火照明通风等控制。

云平台主要是通过Java系统设计的一种B\S构架的程序，可以用于进行控制数据的查看以及设备的管理，程序当中通过css进行布局，并且利用Java编程语言对API进行调用，以便对服务器端脚本编程和控制[4]。外部服务器通过腾讯云服务器进行搭设，在架设的过程中IP地址是固定的，管理员可以通过域名或者登录IP地址来进行网关设备的添加，稳定性很好，每个网关有唯一识别号进行识别，避免系统出现紊乱，各个云平台可以添加多个网关设备，这样可以集中对平台当中的仓储点进行监控。

移动端主要针对安卓系统进行编程，客户在登录移动端之后可以了解仓库的平台信息，可以通过移动客户端来进行监控参数的配置并接收报警信息。

传感器通过采集各种电信号转化为需要的数据，上传给云平台。可以随时在管理系统当中进行添加部件。在执行器和传感器的实际应用时通过序列号进行区分，对应相应的逻辑设备。其次可以进行传感器变量的添加，在云平台建设过程中对各监控平台进行对应的传感器设置连接。在实际操作过程中，合理地进行控制策略的设定也是非常重要的。执行器通过设定参数关联传感器，各个不同的仓库系统在参数需求方面具有一定差别，需要注意加强通风、温度报警、喷淋等参数的设置，并且针对性进行应用，让系统处于自动监控的状态[5]。

在各系统搭建完成之后，需要有效分析温湿度传感器、光照传感器，并且要进行测试，在测试时要人工控制温湿度等传感器达到阈值，判断是否能够自动打开喷淋头、灭火器等相应电磁阀。另外，需要分析系统是否能够依照策略对执行器进行控制，在启动系统之后还需要注意加强主网操作，在序列号正确、通信系统稳定的条件下逐一将节点通电，让整个互联网网关处于完全上线的状态下，对其鲁棒性和稳定性进行监控。