【正文】 .......................................................... 21 軟件測試 ............................................................................................................ 21 第 7 章 結(jié)論與展望 ......................................................................................................... 22 結(jié)論 .................................................................................................................... 22 展望 .................................................................................................................... 22 總結(jié) ..................................................................................................................................... 23 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 24 致謝 ..................................................................................................................................... 25 附錄 ..................................................................................................................................... 26 附錄 A 外文文獻(xiàn) ...................................................................................................... 26 附錄 B 中文翻譯 ...................................................................................................... 34 附錄 C 程序 .............................................................................................................. 39 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1 第 1 章 緒論 本文研究背景與意義 千百年來，人類都在關(guān)注著自身的生活和居住條件，并努力改善和提高之。 指導(dǎo)教師簽字 時間 年 月 日 摘 要 隨著嵌入式計算、傳感器、無線通信等技術(shù)的飛速發(fā)展，無線傳感網(wǎng)被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、軍事國防和工農(nóng)業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，已成為電子信息技術(shù)發(fā)展的一個熱點。 在國外 大型企業(yè)研發(fā)的同時，國內(nèi)廠商也已開始智能家居產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，尤其是一些大公司憑借自己在資金與技術(shù)方面的又是，在低端產(chǎn)品市場上占據(jù)了相當(dāng)重要的地位。智能家居控制系統(tǒng)可以提供更好的處理方案，既快捷又省力，還能提供舒適健康的環(huán)境。 三、應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn) 模 塊的相關(guān)參數(shù)； 協(xié)議的相關(guān)內(nèi)容。于此同時，由于技術(shù)的日益標(biāo)準(zhǔn)化，這些新型智能家居系統(tǒng)將比比爾 .蓋茨耗資 6000 萬美元的高端別墅便宜得多。另外，國內(nèi)亦有些電器廠家也在市場上推出了自主的智能家居系統(tǒng)，類似的系統(tǒng)在家居環(huán)境的監(jiān)測中均可以實現(xiàn)各種功能。將溫度、濕度的信息量經(jīng)過單片機(jī)處理后通過無線發(fā)送給上位機(jī)。智能家居系統(tǒng)中一個非常重要的部分就是本文所研究 的環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)。 (3)系統(tǒng)靈活，當(dāng)有新的環(huán)境參數(shù)被要求測量時，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性要求靈活，方便增加節(jié)點，以降低成本 [1]。但當(dāng)采用有線技術(shù)方案時，根據(jù)智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的特點，它存在一些缺點，如下面幾項所示。由于有線的束縛和影響，其美觀性較無線系統(tǒng)差，不利于家居的后續(xù)裝修。熱點是通過將訪問節(jié)點安裝在互聯(lián)網(wǎng)連接上來創(chuàng)建的。 (1)Zigbee 協(xié)議的介紹。這樣做的好處是不需要專門的通信蜜蜂，通過信息接力就完成了整個通信，從而實現(xiàn)了蜜蜂的低成本、低數(shù)據(jù)速率、自組織、低功耗、近距離、低復(fù)雜度等的信息傳遞方式。 Zigbee 協(xié)議則比藍(lán)牙技術(shù)、高速率個人區(qū)域網(wǎng)或 無線局域網(wǎng)等技術(shù)更簡單而實用。 (1)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性好?；顒釉O(shè)備信道接入延時和休眠激活延時均僅為 15ms，而搜索設(shè)備延時時間達(dá)到 30ms； Zigbee 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 根據(jù) Zigbee 聯(lián)盟所設(shè)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，按功能分其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備劃分為三種： Zigbee協(xié)調(diào)器， Zigbee 路由器， Zigbee 終端設(shè)備。 圖 21 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 在星狀結(jié)構(gòu)中無論是路由器或終端設(shè)備都是直接與協(xié)調(diào)器進(jìn)行通信，在 Zigbee協(xié)調(diào)器則負(fù)責(zé)運作與維護(hù)著整個網(wǎng)絡(luò)；在簇狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)初始化和建立網(wǎng)絡(luò)的操作，而路由器則對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展，終端設(shè)備的信息由路由器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) ,只不過在簇狀結(jié)構(gòu)中終端間的信息交換只能通過一級級向上傳遞到協(xié)調(diào)器，再由協(xié)調(diào)器將信息分發(fā)下去。 (3)安全：確保通信的機(jī)密性和真實性。 (5)尋址： Zigbee 協(xié)調(diào)器和路由器具有分配地址給新加入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備的能力。 APSDE 提供了多種服務(wù)給應(yīng)用對象，維護(hù)管理對象的數(shù)據(jù)庫，也就是我們常說的 AIB，同時這些服務(wù)包括綁定設(shè)備和安全服務(wù)。 (2)從終端的應(yīng)用中集合配置的信息來執(zhí)行和確定發(fā)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)管理、綁定管理，以及安全管理等作用。本文設(shè)計的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 31 所示。溫度傳感器可以在用戶設(shè)定的頻率下采集區(qū)域的溫度信息，并將其發(fā)送到協(xié)調(diào)器節(jié)點進(jìn)行處理，再由協(xié)調(diào)器將處理結(jié)果數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到 PC，此時， PC 可按之前用戶設(shè)置好的參數(shù)和程序?qū)照{(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)對室內(nèi)溫度的控制，當(dāng)然這些是后續(xù)控制，不在本文討論范圍內(nèi)。 系統(tǒng)設(shè)計要求 本系統(tǒng)是在家庭環(huán)境中實現(xiàn)各種功能，根據(jù)此特點，可以總結(jié)出以下幾種要求。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 第 4 章 家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計 在 Zigbee 傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳感器節(jié)點兼顧傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的終端和路由器雙重功能，在采集、接 收、處理及發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)的同時，還要對其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、管理和融合等處理，并與其他節(jié)點協(xié)作完成一些特定任務(wù)。電源模塊相當(dāng)于房屋的基石，所以高性能的電源管理模塊對于整個控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行實至關(guān)重要的。 CC2530 具有不同的運行模式，使得它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。其中 VH 用于為傳感器提供特定的工作溫度。 RF 內(nèi)核控制模擬 無線模塊 ， 強(qiáng)大地址識別和數(shù)據(jù)包處理引擎， 能夠很好的匹配 RF 前端，封裝更小，支持 Zigbee 2021/PRO 和 Zigbee RF4CE。液晶屏的各引腳說明如下表 41 所示。 圖 51 Zigbee 無線通訊協(xié)議程序流程 N 有待處理事件？ 有節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)？ 初始化硬件 初始化軟件配置 建立網(wǎng)絡(luò) 給節(jié)點分配地址 處理事件 Y Y N 開始 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 溫濕度傳感器程序 溫濕度傳感器的詳細(xì)測量方法已在 已經(jīng)介紹了，在這里給出溫濕度傳感器采集信號的程序見附錄。 (2)硬件安全性：檢查各類接口，保證電路不出現(xiàn)短路等問題。測試結(jié)果：程序運行無錯誤，無死機(jī)現(xiàn)象。所得到的系統(tǒng)易用、可擴(kuò)展，基本達(dá)到了設(shè)計要求。經(jīng)過反復(fù)的測試，我們研制的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通信平臺已經(jīng)可以穩(wěn)定的運行，并且有較好的可靠性和擴(kuò)展性。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 26 附錄 附錄 A 外文文獻(xiàn) A Coal Mine Environmental Monitor System with Localization STATUS As an important energy, coal plays a pivotal role in the economic development. Coal mine monitoring system, is the important guarantee for coal mine safety and high efficiency production. In order to ensure the safe operation, the installation of environment monitoring node in tunnels to realtime detection is very important. However, monly used traditional monitoring node wired connection to obtain munication with the control system, this node exist wiring difficulties, expensive and other shortings. In contrast, wireless sensor node can be easily with current mine monitoring work connection, and good patibility, facilitate constituted mine gas monitoring work, to suit various size of mine applications. Since wireless nodes are battery powered, so
。通過該設(shè)計，使得自己在學(xué)業(yè)上受益匪淺，它不僅要求我靈活應(yīng)用以前所學(xué)的知識，也要求自己在工作中不斷學(xué)習(xí)和接受新知識，極大的鍛煉了自己獨立研發(fā)的能力，為今后的工作開創(chuàng)了新的前景。 另外，本系統(tǒng)還有許多可改進(jìn)的地方，比如說功耗方面，可以在電源管理程序和無線發(fā)射程序方面改進(jìn)，以達(dá)到更節(jié)省能源的效果；本系統(tǒng)中使用的是串口將信息發(fā)送到管理中心，以后還可以通過無線發(fā)送到手機(jī)客戶端，以便人們無論在何處都能實時了解到環(huán)境的變化。設(shè)置各個波特率，查看通訊是否正常。經(jīng)測試系統(tǒng)各接口運行正常 [13]。 因為 MQ2 型煙霧傳感器在不通電存放一段時間后，再次通電時，傳感器需要一段時間預(yù)熱。 表 41 液晶屏的各引腳說明表 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 GND 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對比度 (亮度 )調(diào)整 4 D/I H/L D/I =“H”,表示 DB7DB0 為顯示數(shù)據(jù) D/I =“L”,表示 DB7DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W H/L R/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到 DB7DB0 R/W=“L”,E=“H/L”, DB7DB0 的數(shù)據(jù)被寫 6 E H/L 使能信號 714 D0D7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H： 8 位或 4 位并口方式， L：串口方式 16 NC 空腳 17 RET H/L 復(fù)位端， 低電平有效 18 NC LCD 驅(qū)動電壓輸出端 19 LED1 VDD 背光源正端 (+5V) 20 LED2 VSS 背光源負(fù)端