【正文】 工作濕度： 0% RH ~ 95% RH 功能與特點(diǎn) ◎模塊化設(shè)計(jì)：藍(lán)牙傳感控制節(jié)點(diǎn)包括藍(lán)牙通訊模塊和支持電路底板 ◎采用完全的嵌入式系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)訪問接口以方便計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序開發(fā) ◎提供多種傳感器輸入接口：溫度、光敏、溫濕度、 CO2濃度、燃?xì)馓綔y、煙霧探測、 干簧管、土壤溫濕度、緊急按鍵等，進(jìn)行多種傳感數(shù)據(jù)的采集 ◎提供多種輸出控制接口：直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、繼電器輸出、數(shù)碼管、 LED 流水燈等，進(jìn)行多種輸出設(shè)備控制 ◎提供高性能通信串口 RS232，對藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊》 —藍(lán)牙 /WiFi/GPRS 無線傳感 數(shù)據(jù)采集與控制實(shí)驗(yàn) 53 ◎采用標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP 協(xié)議，通過藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和輸出控制，實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控中心端的數(shù)據(jù)通信 WiFi 傳感控制底板 名稱： WiFi傳感控制節(jié)點(diǎn) 型號： CHWSC301 主要技術(shù)參數(shù) 底板芯片： STC12C5A60S2 WiFi模塊： HLKWIFIM03 工作頻率 ： WIFI 模塊－ ~， MCU－ 24MHz WiFi傳輸速率： 11Kbyte/s 支持協(xié)議： TCP/IP 傳輸距離： 0－ 200m 數(shù)據(jù)通訊接口： RS232（ RS232 速率 115200bps） 天線接口： 50Ω / IPX 轉(zhuǎn) SMA 工作電壓： DC 513V 耗電功率： 供電方式：外接電源 /電池 外形尺寸： 160*70*20MM 工作溫度： 25℃－ 75℃ 工作濕度： 0% RH ~ 95% RH 功能與特點(diǎn) ◎模塊化設(shè)計(jì)： WiFi傳感控制節(jié)點(diǎn)包括 Wifi通訊模塊和支持電路底板 ◎采用完全的嵌入式系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)訪問接口以方便計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序開發(fā) ◎提供多種傳感器輸入接口：溫度、光敏、溫濕度、 CO2濃度、燃?xì)馓綔y、煙霧探測、干簧管、土壤溫濕度、緊急按鍵等，進(jìn)行多種傳感數(shù)據(jù)的采集 ◎提供多種輸出控制接口：直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、繼電器輸出、數(shù)碼管、 LED 流水燈等，進(jìn)行多種輸出設(shè)備控制 ◎提供高性能通信串口 RS232，對 WiFi節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置 ◎采用標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP 協(xié)議，通過 WiFi 網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和輸出控制，實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控 中心端的數(shù)據(jù)通信 GPRS 傳感控制底板 上海企想信息技術(shù)有限公司 54 名稱： GPRS 傳感控制節(jié)點(diǎn) 型號： CHGSC301 主要技術(shù)參數(shù) 底板芯片： STC12C5A60S2 GPRS 模塊： ZTE ME3000 工作頻率： GSM 850/ EGSM 900、 DCS 1800 /PCS 1900、 GSM 900 /DCS 1800（ MHZ） 編碼方式： GPRS 支持 Class 1— Class 4 編碼 傳輸速率： GPRS 上行速率 ，下行速率 支持協(xié)議： TCP/IP 協(xié)議 消息模 式： TEXT 數(shù)據(jù)通訊接口： RS232（ RS232 速率 115200bps） 天線接口： 50Ω / IPX 轉(zhuǎn) SMA 工作電壓： DC 5－ 13V 耗電功率： － 6W 供電方式：外接電源 /電池 外形尺寸： 160*70*20MM 工作溫度： 25℃－ 75℃ 工作濕度： 0% RH~ 95% RH 功能與特點(diǎn) ◎模塊化設(shè)計(jì)：包括 GPRS 通訊頂板和支持電路底板 ◎提供高性能通信串口 RS232，數(shù)據(jù)透明傳輸 ◎采用完全的嵌入式系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)訪問接口以方便計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序開發(fā) ◎提供多種傳感器輸入接口：溫度、光敏、溫濕度、 CO2。 上海企想信息技術(shù)有限公司 50 圖 在本系統(tǒng)中使用中，關(guān)鍵的步驟是地圖繪制時(shí)一定注意其精確度，在參考節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的正確設(shè)置，參考節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。 上電復(fù)位以后，標(biāo)簽切換至 Reference Node Setup 在此標(biāo)簽中，對節(jié)點(diǎn)的位置進(jìn)行設(shè)置，在設(shè)置前，節(jié)點(diǎn)沒有自己的坐標(biāo)，呈現(xiàn)“ NEW+地址”出現(xiàn)在圖中，雙擊“ NEW+地址”，在 Update Node 設(shè)置欄設(shè)置參考節(jié)點(diǎn)的必要參數(shù)， X,Y 分別表示參考節(jié)點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)，在設(shè)置好參數(shù)后，單擊 Update 按鈕在顯示欄地圖上 可以看見參 考節(jié)點(diǎn)以黃色的小球體現(xiàn)在地圖中，并在左側(cè)顯示區(qū)中顯示出坐標(biāo)，如 圖 。 地圖采用繪圖軟件繪制，最好在已有的地圖中修改，詳細(xì)注釋，繪制完成后，將地圖保存為（ *.bmp）格式，等待調(diào)用。 系統(tǒng)硬件連接 將網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn) (LocDongle)插入網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展板中，用 RS232 串 口線和 PC 機(jī)連接，連接開發(fā)電源。 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊》 —ZigBee 無線定位實(shí)驗(yàn) 45 圖 定位原理示意圖 定位系統(tǒng)聯(lián)機(jī) 調(diào)試 本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了 CC2431 和 ZigBee 協(xié)議棧的完美結(jié)合，再加上無線電定位功能，實(shí)現(xiàn)無線電定位，通過參數(shù)設(shè)置及其制作工藝，可以實(shí)現(xiàn)最高精度 3M 精確定位。 定位基 本原理介紹 如 圖 所示的一個(gè)簡單的定位系統(tǒng)， CC2431 無線定位引擎基于 RSSI 技術(shù)，定位系統(tǒng)由參考節(jié)點(diǎn)和盲節(jié)點(diǎn)組成。 ZigBee 網(wǎng)關(guān)：無線定位系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器， 通過 RS232 串口延長線與 PC 相連。 圖 上海企想信息技術(shù)有限公司 34 第 3章 ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 智能家居模擬應(yīng)用 智能家居 模擬 應(yīng)用簡介 物聯(lián)網(wǎng)智能家居模擬應(yīng)用系統(tǒng)， 主要包括三個(gè)部分：家居安防系統(tǒng)、環(huán)境檢測與家電控制， 實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境監(jiān)測、智能家電自動(dòng)控制、安防系統(tǒng)與報(bào)警、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。 上海企想信息技術(shù)有限公司 26 圖 圖 外接光 敏傳感器 數(shù)據(jù)采集命令幀格式 PC發(fā)送請求 02 07 CB 01 00 D3 34 00 00 09 短地址 ADDR： 0x0001 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊》 —ZigBee 基礎(chǔ)控制與數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn) 27 終端節(jié)點(diǎn)號： 0xD3，表示 傳感控制 節(jié)點(diǎn) ID： 0x0034， 表示讀取 外接光敏傳感器 或氣體傳感器 沒有數(shù)據(jù)負(fù)荷 PC接收數(shù)據(jù) 02 09 CB 01 00 D3 34 00 02 8C 31 0C 數(shù)據(jù)： 0x318C 具體光照度參考光敏傳感器手冊 外接光照度數(shù)據(jù)采集實(shí)例 將 CHSMLS光敏傳感器 模塊 接在 ZigBee 傳感控制節(jié)點(diǎn) 氣 體傳感器接口， 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并分析采集結(jié)果，如 圖 。 具體 DS18B20 采集溫度換算 方法 請參考前面?zhèn)鞲衅鹘榻B。 (參數(shù)值： 0180)；0x08 表示步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 8個(gè)半圈（參數(shù)值： 0255）； 0x00 的第 7位表示步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，1 為正轉(zhuǎn)， 0 為反轉(zhuǎn)，第 60 位用于設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)速（參數(shù)值： 0127）。 PC接收數(shù)據(jù) 02 08 CB 01 00 D3 44 00 01 01 58 簡單的將數(shù)據(jù)返回給 PC 上海企想信息技術(shù)有限公司 14 數(shù)碼管控制實(shí)例 例如，設(shè)置數(shù)碼管輸出為 16，具體設(shè)置如 圖 。 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊》 —ZigBee 基礎(chǔ)知識與組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 5 簡單的 星型 組 網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 了解 ZigBee 星型網(wǎng)絡(luò)通信原理及相關(guān)技術(shù) 了解 ZigBee 星型網(wǎng)絡(luò)組建的基本過程和方法 【實(shí)驗(yàn)環(huán)境】 1 個(gè) ZigBee 協(xié)調(diào)器 、多個(gè) ZigBee 傳感控制節(jié)點(diǎn) 操作臺：提供電源、 PC、 USB 口 ，以及多種傳感器和輸入輸出控制器件 軟件：上位機(jī)軟件 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 利用 1 個(gè) ZigBee 協(xié)調(diào)器、 多個(gè)傳感控制 節(jié)點(diǎn)組建一個(gè) 簡單的 星型網(wǎng)絡(luò)，并觀察射頻頂板上 LED 指示燈的變化 利用上位機(jī)軟件，查看生成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)? 利用上位機(jī)軟件中的 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺 首先，打開 ZigBee 協(xié)調(diào)器，然后，依次打開傳感控制節(jié)點(diǎn)，依次加入?yún)f(xié)調(diào)器所建立的ZigBee 網(wǎng)絡(luò)，生成簡單的星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ，如 圖 。 D_LEN：數(shù)據(jù)長度。如果數(shù) 據(jù)長度大于 7，則 DATA段表示如下： ENDP LO_ADDR HI_ADDR EP LO_ID HI_ID LEN DAT ? ENDP：終端節(jié)點(diǎn)標(biāo)號。加電后，若 子節(jié)點(diǎn) 曾加入過網(wǎng)絡(luò)，則該設(shè)備會(huì)執(zhí)行孤兒通知程序來鎖定先前加入的網(wǎng)絡(luò)。 如 圖 所示 為一 ZigBee 終端節(jié)點(diǎn)。它在網(wǎng)絡(luò)中是唯一的，用來在網(wǎng)絡(luò)中鑒別設(shè)備和發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)然 不同的網(wǎng)絡(luò) 16 位短地址可能相同的。 ZigBee 的 PANID PANID 其全稱是 Personal Area Network ID，網(wǎng)絡(luò)的 ID（ 即網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符 ） ，是針對一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)，用于區(qū)分不同的 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)， 所有節(jié)點(diǎn)的 PANID 唯一，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè) PANID，它是由協(xié)調(diào)器生成的， PANID 是可選配置項(xiàng)，用來控制 ZigBee 路由器和終端節(jié)點(diǎn)要加入那個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 具體信道分配如下表： 信道編號 中心頻率 /MHz 信道間隔 /MHz 頻率上限 /MHz 頻率下限 /MHz k=0 k=1,2,3?10 906+2(k1) 2 928. 0 902. 0 k=11,12,13?26 2401+5(k11) 5 其中在 的物理層，數(shù)據(jù)傳輸速率為 250kb/s；在 915MHz 的物理層，數(shù)據(jù)傳輸速率為 40kb/s；在 868MHz 的物理層，數(shù)據(jù)傳輸速率為 20kb/s。 16 位 網(wǎng)絡(luò)地址是當(dāng)設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)后分 配的 ，通常也稱為短地址 。 圖 ZigBee路由器 ZigBee 終端節(jié)點(diǎn)（ EndDevice） ZigBee 終端節(jié)點(diǎn)， 它有沒有路由功能，完成的是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的終端任務(wù)。 通常， Zigbee 設(shè)備會(huì)將網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)信息存儲在一個(gè)非易失性的存儲空間 鄰居表中。如果數(shù)據(jù)長度小于 7，則表示該幀數(shù)據(jù)只是一個(gè)簡單的 ACK 幀， DATA表示純數(shù)據(jù)。 PC 端發(fā)送數(shù)據(jù)格式 PC端發(fā)送數(shù)據(jù)格式類同于接收數(shù)據(jù)格式 ，如下： SOP D_LEN DATA CHECK SOP： 0x02，操作系統(tǒng)值，定義數(shù)據(jù)發(fā)送開始。校驗(yàn)和計(jì)算方法：去除操作系統(tǒng)值 SOP，然后進(jìn)行異或計(jì)算。 數(shù)據(jù)負(fù)載格式為顯示的數(shù)字的十六進(jìn)制表示，例如， 0:0x00, 1:0x01, 2:0x02, ?? , 10:0x0A, 11:0x0B??， 其中冒號后面的數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)負(fù)荷。其中， 0x06 表示步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度為 6176。 C 溫度數(shù)據(jù)格式參考 DS18B20 格式 溫度傳感器數(shù)據(jù) 采集實(shí)例 利用板載的 DS18B20 傳感器采集 節(jié)點(diǎn)工作 溫度 ，并對采集結(jié)果進(jìn)行分析，如 圖 和 圖 。 圖 SHT10溫度數(shù)據(jù) 采集 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊》 —ZigBee 基礎(chǔ)控制與數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn) 25 圖 SHT10濕度采集結(jié)果分析 光照度傳感器采集數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn) 板載 光照度數(shù)據(jù)采集命令幀格式 PC發(fā)送光照度請求 02 07 CB 01 00 D3 32 00 00 09 短地址 ADDR： 0x0001 終端節(jié)點(diǎn)號： 0xD3，表示 傳感控制 節(jié)點(diǎn) ID： 0x0032；表示讀取 板載 光照度 沒有數(shù)據(jù)負(fù)荷 PC接收光照度數(shù)據(jù) 02 09 CB 01 00 D3 32 00 02 8C 32 0C 數(shù)據(jù)： 0x318C 具體光照度參考光敏傳感器手冊 板載 光照度數(shù)據(jù) 采集實(shí)例 利用板載或外接光敏傳感器采集當(dāng)前環(huán)境光照強(qiáng)度，并嘗試改變光線強(qiáng)度，采集光照度數(shù)據(jù)，并對采集結(jié)果進(jìn)行分析 ，如 圖 圖 。 上海企想信息技術(shù)有限公司 32 圖 CO2傳感數(shù)據(jù)采集 圖 CO2傳感數(shù)據(jù)采集結(jié)果分析 紅外人體感應(yīng)傳感數(shù)據(jù)采集 實(shí)驗(yàn) 紅外人體感應(yīng)數(shù)據(jù)采集命令幀格式 PC發(fā)送紅外感應(yīng)器采集請求 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊》 —ZigBee 基礎(chǔ)控制與數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn) 33 02 08 CB 01 00 D3 33 00 01 01 09 短地址 ADDR： 0x0001 終端節(jié)點(diǎn)號： 0xD3，表示傳感控制節(jié)點(diǎn) ID： 0x0033，表示讀取紅外感應(yīng)器狀態(tài) 數(shù)據(jù)長度： 0x01； 數(shù)據(jù)為定時(shí)器間隔，如果數(shù)據(jù)不等于 0x00，則節(jié)點(diǎn)打開紅外采集，并定時(shí)發(fā)送采集狀態(tài)； 如果數(shù)據(jù)等于 0x00，則關(guān)閉紅外采集 PC接收紅外感應(yīng)器采集數(shù)據(jù) 02 08 CB 01 00 D3 33 00 01 00 0C 數(shù)據(jù)： 0x00，表示當(dāng)前狀態(tài)為無干擾 紅外人體感應(yīng)數(shù)據(jù)采集實(shí)例 將紅外人體感應(yīng)傳感器 CHSMOS 連接在 ZigBee 傳感控制節(jié)點(diǎn)的人體感應(yīng)接口，發(fā)送指令 打開紅外采集狀態(tài)，模擬人體移動(dòng)，采集干擾與無干擾狀態(tài)，如 圖 所示。 上海企想信息技術(shù)有限公司 40 溫室大棚應(yīng)用演示系統(tǒng) 設(shè)置舉例 溫室大棚應(yīng)用演示系統(tǒng)界面 模擬照明 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊》 —ZigBe