2.2 软件设计
系统平台的软件设计包括传感器软件、移动终端软件与服务器软件设计3部分。传感器软件就是烧写到芯片内部的软件，移动终端软件包括基于iOS的iPad和Android，供用户进行移动监视和控制。服务器软件用于大型数据计算、处理、存储、诊断和推送。
（1）传感器软件设计。传感器网络涉及的硬件模块有数据采集无线传感网节点（温度、湿度、光照度、位置、速度、烟尘、红外传感器）、Sick等。这部分软件设计包括硬件各个模块驱动程序的设计、主程序的设计和中断处理函数的设计。所用到的模块的驱动都是基于Tinyos操作系统的驱动。
（2）服务器软件设计。服务器是基于Linu×系统平台，并以数据库MySql5.5为基础，采用C/S通信模式，对传感器网络系统进行管理。服务器接受来自传感网络的状态数据流，在CS站点上进行相应的功能数据展示，移动终端系统接受来自服务器的命令数据流，完成对智能制造系统传感网络相应的控制功能。详细的软件构架如图3所示。
图3 基于分布式的服务器软件构架
对智能制造系统的3D监控服务器端的业务包括智能制造系统实时信息展示、操作行为和事件的协调评估与策略、网络状态监控3部分。智能制造系统实时信息展示部分将在一个单独界面绘制当前智能制造系统整体效果图，涉及到的数据包括环境参数、产品运行状态参数、产品库存状态参数、3D的可视化显示等。操作行为和事件的协调评估与策略部分是服务器对传感器网络进行简单配置、管理和评估的接口，包括查询并修改传感节点的工作模式、采集数据的周期，配置和推送移动端的地址和数据等。而评估与策略包括环境恶化或者违规操作时向管理员手机、智能制造控制服务器发送报警，以及监测系统故障向系统管理员报警两部分。网络状态监控部分涉及到的数据包括各个节点之间物理相对位置、节点当前的通信半径/发射功率、节点的工作状态（休眠模式/高功率模式/低功率模式）、节点采集数据的周期（动态可调）、节点剩余电量等。
（3）移动终端软件设计。移动终端网络的业务包括监测数据查询展示、远程感知服务。监测数据查询展示部分负责实时视频监控智能制造系统现场参数。涉及到的参数包括环境参数（温湿度、光照度、二氧化碳浓度等）、产品运行状态参数（位置、速度等）、产品库存状态参数（毛坯件、成品数量等）、现场监控等。远程感知服务部分包括远程开启智能制造物联网子系统、远程开启模拟工作、远程开启实际工作、远程控制工况视角，以及自动复位工况视角等。
驱动管理软件的操作系统使用Windows系列和Linux/Unix系列操作系统。软件的运行环境需要安装JRE1.6及其以上版本，以及Tinyos编译环境。开发工具上层使用的软件开发平台是Unit 3D、Microsoft Visual Studio 2010、Expression crosoft Visual Studio 2010、Expression Blend 4，采用WPF技术。底层开发使用C和C＋＋编写，并使用多种编译器进行测试，保证源代码的可移植性。
3 结束语
本设计主要突出了底层感知和上层GIS显示2个部分，底层感知部分详细叙述了驱动层及操作系统层接口，通过在物联网网络层新增业务异常智能感知模块，并通过该模块的串口I/O控制获取操作系统接口和传感测量信息接口上报原始数据。层次化模块之间通过标准协议进行通信，模块间耦合度低，重用性好，扩展性强。GIS显示部分利用云计算的虚拟化技术，将大量的传感节点、机械设备和系统资源池化，利用统一计算系统、统一存储系统、统一网络系统，分别构建计算池、存储池、共享数据池，通过整合、虚拟化、移动推送实现智能制造系统的物联网3D监控管理，提供基于移动端、浏览器等多种浏览方式实时地在三维场景中仿真显示来自硬件感知层的数据，从而提高了设备实时在线跟踪和调度便捷性，减少了运行成本。
