【文章內(nèi)容簡介】 點（ Main 方法），都封裝在類定義中?？赡茴愔苯訌囊粋€父類繼承，但是它可以實現(xiàn)任意數(shù)量的接口。在 C 中，結(jié)構(gòu)類似于一個輕量類，它是一種堆棧分配的類型，可以實現(xiàn)接口，但不支持繼承。 C 的生成過程要比 C 和 C++ 更簡單，比 Java 更為靈活。沒有單獨的頭文件，也不要求按照特定順序聲明類型和方法。 C 源文件可以定義任意數(shù)量的類、結(jié)構(gòu)、接口和事件。 .NET Framework .NET 框架是一種采用系統(tǒng)虛擬機運行的編程平臺，它以通用語言運行庫（ Common Language Runtime）為基礎，支持多種語言 C、 VB、 C++、 Python 等的開發(fā)。同時， .NET 也為應用程序接口 API 提供了新功能及開發(fā)工具。這些革新使程序設計員可以同時進行 Windows 應用軟件、網(wǎng)絡應用軟件及組件和服務（ web服務 ）的開發(fā)。 .NET 還提供了一個新的反射性且面向?qū)ο蟪绦蛟O計的編程接口。 .NET 的設計足夠通用化，從而使許多高級語言都得以被匯集。 .NET Framework中的所有語言都提供基類庫 (BCL)。 C 程序是在 .NET Framework 上運行的 Windows 一個不可或缺的組件，它包括一個稱為公共語言運行時 (CLR) 的虛擬執(zhí)行系統(tǒng)和一組統(tǒng)一的類庫。 CLR 是 Microsoft 對 Common Language Infrastructure (CLI) 的商業(yè)實現(xiàn)。 CLI 是一種國際標準，它是用于創(chuàng)建語言和庫在其中無縫協(xié)同工作的開發(fā)環(huán)境和執(zhí)行的基礎。 The gnralstf(1mpoyidvc,u)0jb。5w4 第二章 項目概述 IAR Embedded Workbench IAR Embedded Workbench（簡稱 EW）是一套完整的集成開發(fā)工具集合：包括高度優(yōu)化的 IAR AVR C/C++編譯器、 AVR IAR 匯編器、通用 IAR XLINK Linker、IAR XAR 庫創(chuàng)建器和 IAR XLIB Librarian、一個強大的編輯器、一個工程管理器、IAR CSPYTM 調(diào)試器和一個具有世界先進水平的高級語言調(diào)試器。它和各種仿真器、調(diào)試器緊密結(jié)合，使用戶在開發(fā)和調(diào)試過程中，僅僅使用一種開發(fā)環(huán)境界面，就可以完成多種微控制的開發(fā)工作。 IAR Systems 的 C/C++編譯器可以生成高效可靠的可執(zhí)行代碼，并且應用程序規(guī)模越大，效果明顯。 IAR Embedded Workbench 被認為是一款穩(wěn) 定可靠的開發(fā)工具，它提供連續(xù)的工作流，使開發(fā)者可以專心于項目的開發(fā)，提高開發(fā)效率。 嵌入式 IAR Embedded Workbench 適用于大量 8 位、 16 位以及 32 位的微處理器和微控制器，使用戶在開發(fā)新的項目時也能在所熟悉的開發(fā)環(huán)境中進行。它為用戶提供一個易學和具有最大量代碼集成能力的開發(fā)環(huán)境，以及對大多數(shù)和特殊目標的支持。嵌入式 IAR Embedded Workbench 有效提高用戶的工作效率，通過 IAR 工具，用戶可以大大節(jié)省工作時間。我們成這個理念為：“不同架構(gòu)，同一個解決方案”。 Microsoft Visual Studio 2022 Visual Studio 是微軟公司推出的開發(fā)環(huán)境， Visual Studio 可以用來創(chuàng)建 Windows 平臺下的 Windows 應用程序和網(wǎng)絡應用程序，也可以用來創(chuàng)建網(wǎng)絡服務、智能設備應用程序和 Office 插件。 Microsoft Visual Studio 2022 于 2022 年 11 月發(fā)布，是第一款用于 Windows Presentation Foundation (WPF) 的擁有可視化設計器的應用程序，它帶有對齊線和事 件選項卡，允許進行 RAD 風格的程序開發(fā)。它還通過用于 Outlook 和 Fluent 菜單的設計器來支持開發(fā)人員在 2022 Microsoft Office System 中進行程序開發(fā)。對于多專業(yè)團隊， Visual Studio Team System 提高了可伸縮性，包括支持連續(xù)集成。 它還為 Web 開發(fā)人員提供了 CSS 格式化工具，使開發(fā)人員能夠使用 AJAX 進行編碼，并提供針對 JavaScript 的 IntelliSense 支持。引入的語智能家居中壓力傳感器的數(shù)據(jù)實時采集與存儲 5 言集成查詢 (LINQ) 功能允許在 Visual Basic 和 C 中進行高級數(shù)據(jù)操作和處理。為了提高應用程序性能， Visual Studio 2022 提供了代碼分析工具，包括可在代碼中識別低效或其他問題區(qū)域的代碼度量。集成的構(gòu)建系統(tǒng)還具有對構(gòu)建和調(diào)試的多線程支持功能。 驅(qū)動程序 CP210X 驅(qū)動程序 USB 編程電纜或 USB 接口產(chǎn)品是通過將電腦的 USB 接口模擬成傳統(tǒng)的串行口（通常為 COM3），從而使用現(xiàn)有的編程軟件或通信軟件，通過編程電纜與 PLC等設備的傳統(tǒng)接口進行通信。 功能： （ 1）支持的操 作系統(tǒng) Windows2022/XP/Vista/Win7 （ 2）完全兼容 USB 規(guī)范 （ 3） USB 總線供電、或 USB 總線供電與 PLC 的編程口同時供電 （ 4）波特率： 300bps ～ 1Mbps 自動適應 （ 5）每臺 PC 只支持一個 USB 接口轉(zhuǎn)換 Chipcon SRF04EB Chipcon SRF04EB 為 ZigBee CC2430 仿真器的驅(qū)動程序，電腦必先安裝 IAR Embedded Workbench for 8051，因為仿真器的驅(qū)動程序在軟件里面。當仿真器與電腦相 連接，電腦就會自動檢測到硬件 Chipcon SRF04EB，選擇驅(qū)動程序的路徑后確認安裝，就能通過仿真器將程序代碼燒進壓力傳感器中。 The gnralstf(1mpoyidvc,u)0jb。5w6 第三章 系統(tǒng)分析與概要設計 可行性分析 技術可行性 技術上的可行性分析主要是分析技術條件能否順利完成開發(fā)工作，軟、硬件能否滿足開發(fā)者的需求等。智能家居中壓力傳感器的數(shù)據(jù)實時采集與存儲的設計，主要是在壓力傳感器上進行嵌入式的編譯與移植、軟件的編譯環(huán)境設置和工程的建立， C窗體設計串口助手程序。其中應用的技術主要有：嵌入式技術、 CC2430 芯片仿真 、編譯、調(diào)試等。 要實現(xiàn)智能家居中壓力傳感器的數(shù)據(jù)實時采集與存儲，首先，收集國內(nèi)外關于智能家居， ZigBee 技術， CC2430 芯片等相關資料，通過學習了解其理論、特性、功能、有關的文檔及相關技術。其次，安裝軟件 IAR Embedded Workbench、 Microsoft Visual Studio 2022，配置相關的環(huán)境，并學習軟件的使用。熟悉硬件的整體結(jié)構(gòu)，即課題的硬件核心是智能三項傳感器節(jié)點模塊和 CC2430 多功能仿真器；編程開發(fā)串口助手程序。然后，根據(jù)所實現(xiàn)串口助手的基本功能完成擴展功能。經(jīng)過反 復測試 ,最終實現(xiàn)該壓力傳感器的數(shù)據(jù)實時采集與存儲的所有功能要求。 經(jīng)濟可行性 經(jīng)濟可行性分析主要是分析項目的基本效益。采用 ZigBee 技術的智能家居系統(tǒng)有短距離、低成本、低速率、低時延、低功耗等優(yōu)點，裝修時工程量小、成本低，并能有效地控制家具設備，滿足人們擁有智能化家居的生活。通過串口助手程序與壓力傳感器的連接，實現(xiàn)實時采集數(shù)據(jù)并存儲。因此本課題有著良好的應用前景、對實現(xiàn)智能家居有著重要的現(xiàn)實意義。這不僅保證了系統(tǒng)的技術可行性，還保證了系統(tǒng)的經(jīng)濟可行性。 系統(tǒng)需求分析 智能家居中壓 力傳感器的無線通信主要用于實現(xiàn)家居中天然氣、自來水等管道的壓力數(shù)據(jù)采集、處理、實時監(jiān)控等功能。傳統(tǒng)的壓力傳感器設備，已廣泛的應用于汽車、工業(yè)與醫(yī)學電子領域。然而由于傳統(tǒng)的壓力傳感器無線通信沒有或無法解決設備自動感應壓力，從而實現(xiàn)實時大數(shù)據(jù)量收集、反饋、遠程通信，或者其成本智能家居中壓力傳感器的數(shù)據(jù)實時采集與存儲 7 等原因，應用受到很大的限制。隨著網(wǎng)絡通訊技術、嵌入式技術、無線傳輸以及物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，智能家居的無線壓力傳感得到越來越廣泛的應用，其所面臨的巨大市場潛力為智能家居提供了廣闊的發(fā)展前景。研究報告顯示中國經(jīng)過 30 年的高速發(fā)展，居民的生活水平和 消費能力有了很大提高，人們生活水平、居住條件的不斷提高，人們對家庭住宅需求觀念有著翻天覆地的變化，傳統(tǒng)的家居環(huán)境在滿足人們最基本的需求的同時，也逐漸凸顯出其局限性。 本題目主要是對智能家居中的壓力模塊進行開發(fā)，重點是通過串口對壓力傳感器進行實時的數(shù)據(jù)采集，主要包括：通過壓力傳感器測量壓力值，數(shù)據(jù)采集是將其壓力值通過串口助手實時顯示在屏幕上，根據(jù)壓力值的范圍進行相應的數(shù)據(jù)反饋，用戶可根據(jù)自身需要對采集的數(shù)據(jù)進行存儲等功能。其作用是通過模擬監(jiān)測家庭中的天燃氣管道的壓力情況，用實時數(shù)據(jù)的反饋來確保家庭日常生活的安 全性。 系統(tǒng)架構(gòu)設計 硬件方案設計 硬件結(jié)構(gòu)以 CC2430 為核心，支持壓力傳感器，提供必要的接口電路，是無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點設備。整個系統(tǒng)包括 MCU/RF, 電源管理，微型傳感器和外部接口。整體框架如下圖： 圖 31 硬件結(jié)構(gòu)整體框架圖 The gnralstf(1mpoyidvc,u)0jb。5w8 1. CC2430 及外圍電路 MCU CC2430 是本系統(tǒng)的核心處理器，也是 射頻無線收發(fā)器。處理器外部配有 32MHz 和 兩個晶振； 6 個 LED 指示燈， 2 個按鍵；整個核心部分通過 DC 進行供電，內(nèi)部產(chǎn)生 供 電。系統(tǒng)原理圖如下： 圖 32 系統(tǒng)原理圖 2. 壓力傳感器 本壓力傳感器采用微型封裝的精制壓敏電阻硅傳感元件 FS1500。通過TLV2370 對壓力信號進行放大，在通過 MCU 內(nèi)部的 AD 進行數(shù)據(jù)采集。 MCU 使用 接口，每秒中采集數(shù)據(jù) 10 次， AD 采用精度為 12bits，電壓基準為 。 3. 硬件模塊 介紹 智能觸力傳感節(jié)點，支持壓力傳感器，支持 無線組網(wǎng)，配備按鍵輸入和LED 輸出，支持電池工作，并配套電池充電功能。其他配套設備：包括程序下載器，下載線，串口線，并口線， JTAG 板， WSN 供電器等配套設備，如下圖所示。 智能家居中壓力傳感器的數(shù)據(jù)實時采集與存儲 9 圖 33 智能觸力傳感節(jié)點模塊 圖 34 通用調(diào)試模板 The gnralstf(1mpoyidvc,u)0jb。5w10 圖 35 無線網(wǎng)絡電源充電模塊 軟件方案設計 本課題需要實現(xiàn)個部分：一部分是硬件設備與電腦連接，通過 CC2430 仿真器把編碼成功燒進芯片中；一部分是通過 Microsoft Visual Studio 2022 進行編程開發(fā)串口助手程序；還有一部分是將壓力傳感器與串口助手 SerialPort Assistant 連接，實現(xiàn)實時采集數(shù)據(jù)與存儲的功能。 圖 36 軟件功能模塊 圖 智能家居中壓力傳感器的數(shù)據(jù)實時采集與存儲 11 第四章 詳細設計與實現(xiàn) 系統(tǒng)流程 壓力傳感器工作流程 壓力傳感器的工作流程：首先進行端口初始化，就是等待晶體振蕩器起振并穩(wěn)定，將其模式設為 UART 模式，波特率設為 115200，并開啟接收數(shù)據(jù)功能，開啟總中斷，接收中斷，完成初始化串口，初始化 ADC 的工作。其次是當按壓壓力觸點產(chǎn)生壓力值是通過 A/D 轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，如果沒轉(zhuǎn)換成功就重新初始化ADC 轉(zhuǎn)換。最終將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送出去，此工作循環(huán)往復的進行以達到實時的功能。 初 始 化 端 口設 置 輸 入 方 式初 始 化 串 口初 始 化 ADC是 否 轉(zhuǎn) 換 完 畢數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 換串 口 發(fā) 送否是 圖 41 壓力傳感器流程圖 The gnralstf(1mpoyidvc,u)0jb。5w12 串口 助手流程 串口助手的工作流程： 首先啟動程序，初始化界面。 Message 文本框中會顯示當前檢測到串口是否與電腦連接及連接后的串口名。用戶可根據(jù)不同的情況設置相應的參數(shù)設置，參數(shù)設置包括：串口號、數(shù)據(jù)位、波特率、停止位、校驗位。本文中只需將波特率設為115200 即可，其余為默認值：串口號為 COM3，數(shù)據(jù)位為 8 位，停止位為 1，校驗位為 NONE。 其次點擊“打開串口”按鈕