【文章內(nèi)容簡介】 技術(shù)的使用使外圍電路變得簡單，減少了硬件開銷，成本低，軟件設(shè)計簡單，易于總線擴展和維護。 （二）數(shù)字溫度傳感器ds18b20優(yōu)點 DS18B20以封裝體積小，適用電壓寬，經(jīng)濟，從而適用于小系統(tǒng)中，其優(yōu)點如下：（1） 使用單個微處理器總線接口實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通信連接。單總線設(shè)計節(jié)省單片機資源，抗外界擾動能力強，適合野外惡劣環(huán)境的溫度測量；易用性，使用戶能夠輕松構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)測量系統(tǒng)。（2） 溫度測量范圍寬。 DS18B20測溫范圍為55℃?+125℃ 。在10℃?+85℃，精度誤差控制在177?！娴姆秶鷥?nèi)。（3） 可以兩個以上DS18B20同時，只需占用一個端口就可實現(xiàn)多點溫度測量。減少硬件開銷。（4） 寬電壓供電。?5v的系統(tǒng)中，從而使其得到廣泛的應(yīng)用。（5） 測量精度可以編程配置。DS18B20測溫分辨率可設(shè)定為9?12位 。（6） 掉電保護。DS18B20包含一個內(nèi)部的EEPROM ，在系統(tǒng)斷電時，它仍然可以保存報警設(shè)定點的溫度和分辨率。四、 網(wǎng)絡(luò)模塊（一）以太網(wǎng) 通常W5100和ENC28J60都是被常常使用到的芯片，W5100技術(shù)較enc28j60成熟，對系統(tǒng)資源要求不高。在傳統(tǒng)單片機的以太網(wǎng)接入中被廣泛使用，此外在開源硬件的以太網(wǎng)擴展中同樣發(fā)揮的重要作用。（二）Enc28j60以太網(wǎng)控制器特性 Enc28j60工作參數(shù)216。 使用的7個中斷源，分布在兩個引腳中。216。 25MHz時鐘晶振。數(shù)據(jù)處理速度快。216。 ?；TTL電平輸入。 216。 溫度范圍：工業(yè)級的芯片40攝氏度到+85攝氏度，商業(yè)級為0度到+70度，僅限SSOP封裝。 216。 引腳最大驅(qū)動電流為4毫安到12毫安不等；引腳可接受輸入電壓為5v。 W5100屬于Arduino官方出品，性能穩(wěn)定，單片機資源占用少，節(jié)省了MCU資源，但是硬件模塊整體體積大，且價格比enc28j60貴很多。Enc28j60屬于第三方產(chǎn)品，采用微星公司的以太網(wǎng)芯片，該芯片沒有成熟的TCP/IP協(xié)議棧，對單片機的資源占用大，且初始化時，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)解析時間過長，兩者發(fā)熱量和功耗相當。出于本系統(tǒng)的設(shè)計考慮，要求整體尺寸盡量小，從而使用enc28j60以太網(wǎng)模塊完全可以滿足設(shè)計要求，加之enc28j60價格便宜，所以最終選定enc28j60作為我們的以太網(wǎng)接入使用芯片。五、 繼電器繼電器具有控制系統(tǒng)輸入電路和被控系統(tǒng)輸出電路，繼電器基本原理和目的是使用小電流控制較大電流的電路。它起到了自動調(diào)整電路、電路安全切換的作用。 圖23繼電器內(nèi)部解剖（一） 繼電器技術(shù)參數(shù)直流電阻是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過三用電表測量。釋放電流或電壓是指繼電器產(chǎn)生釋放動作的最大電流或最大電壓。當繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時。觸點切換電壓和電流 是指繼電器接點允許承載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制的電壓和電流大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點。繼電器測試 測觸點電阻，用萬用電表的電阻檔，測量常閉觸點與動點電阻，其阻值應(yīng)為0；而常開觸點與動點的阻值就為無窮大。由此可以區(qū)別出哪個是常閉觸點。 測量釋放電壓和釋放電流 也是像上述那樣連接測試，當繼電器發(fā)生吸合后，再逐漸降低供電電壓，當聽到繼電器再次發(fā)生釋放聲音時，記下此時的電壓和電流，亦可嘗試多幾次而取得平均的釋放電壓和釋放電流。當控制電壓地獄十分之一吸合電壓時，則不能正常使用了，這樣會對電路的穩(wěn)定性造成威脅，工作不可靠。本設(shè)計考慮到電磁繼電器在切換的瞬間會對單片機外圍電路產(chǎn)生電磁干擾，容易造成誤觸發(fā)，同時防止干擾通過繼電器的電路進入系統(tǒng)，所以在繼電器驅(qū)動電路之間設(shè)置一個光耦合器，可以有效消除繼電器切換時產(chǎn)生的脈沖沖擊和避免把外界干擾帶入系統(tǒng)，光耦合器在此的應(yīng)用起到了良好的抗干擾的隔離作用。圖24 帶光耦合的2路繼電器電路 模塊參數(shù)，單刀雙擲。一個公共端、一個常開端、一個常閉端，抗干擾性好，高電平釋放。六、面包板（一）面包板簡介面包板，因其板面上有許多的小插孔而得名。各種電子元器件可根據(jù)需要隨意地插入或者拔出，免去焊接，同時使用過的電子元器件可以隨時拔插，任意組裝再使用，所以修改時較為方便，主要用于構(gòu)造電子樣品，作為前期教學(xué)和訓(xùn)練使用。與印刷電路板不同的是，它不采取軟釬焊， 無焊面包板由塑料與眾多的錫磷青銅鍍或根據(jù)穿孔鎳銀合金彈簧夾穿孔塊，該片段通常被稱為連接點或接觸點。連接點的數(shù)量通常在面包板的規(guī)范中給出。是電子設(shè)計中所常用的一種基底。無焊面包板的優(yōu)點是體積小，易攜帶，但缺點是比較簡陋，電源連接不方便，而且面積小。不宜進行大規(guī)模電路實驗。若要用其進行大規(guī)模的電路實驗，則要用螺釘將多個面包板固定在大木板上，再用導(dǎo)線相連接。（二）面包板內(nèi)部結(jié)構(gòu)面包板內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示，一般情況規(guī)定將每5個小孔板用一條金屬條連接。板子中央凹槽是針對需要集成電路、芯片試驗而設(shè)計的。板子兩側(cè)有兩排豎著的5個一組插孔。這兩組插孔是用于給板子上的電子元器件提供電源，母板使用帶銅箔導(dǎo)電層的玻璃纖維板，作用是把無焊面包板固定，同時起到絕緣的作用，并且引出電源接線柱。 圖213微型面包板 圖214面包板內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖析第三節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)常用組網(wǎng)技術(shù)一、現(xiàn)場總線技術(shù) （一）現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線技術(shù)是20實際80年代中期在國際上發(fā)展起來的一種暫新的工業(yè)控制技術(shù)?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）的出現(xiàn)引起了傳統(tǒng)可編程邏輯控制器和分布式控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的革命性變化。現(xiàn)場總線是用于現(xiàn)場電器、現(xiàn)場儀表及現(xiàn)場設(shè)備與控制室主機系統(tǒng)之間的一種開放的、全數(shù)字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線標準用于規(guī)定某個控制系統(tǒng)中一定數(shù)量的現(xiàn)場設(shè)備之間如何進行交換數(shù)據(jù)。（二）現(xiàn)場總線的特點1) 布線簡單?，F(xiàn)場總線的最大化革命是不嫌方式的革命，最小化的不嫌方式和最大化的網(wǎng)絡(luò)拓撲使得系統(tǒng)的界限成本和維護成本大大降低。2) 開放性。主要只兩個方面：一方面能與不同的控制系統(tǒng)相連接；另一方面就是通信規(guī)約的開放，也就是開發(fā)的開放性。3) 可靠性。一般總線都具有一定的抗干擾性，同時當系統(tǒng)發(fā)生故障時，具備一定的診斷能力，從而可以快速進行檢修和維護。一、 WiFi技術(shù)（一）WiFi概述WiFi的覆蓋廣，接入便捷，有效距離也很長，一般在100米左右。在信號較弱或者有干擾的情況下，帶寬可以進行自動調(diào)整，最然降低上網(wǎng)速度，但是可以有效地保證了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。其主要有點為：速度快；可靠性高；開放領(lǐng)域通信距離可達305米，封閉區(qū)域內(nèi)通信距離為76米到122米；方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡(luò)整合，組網(wǎng)成本更低。（二）Wifi優(yōu)點1）無線電波的覆蓋范圍廣，基于藍牙技術(shù)的電波覆蓋范圍非常小，一般有效傳輸距離在10米之內(nèi)，而WiFi可以達100米左右。2）傳輸速度快。但是數(shù)據(jù)安全性較藍牙差一些。三、藍牙技術(shù)（一）藍牙概述藍牙可以在短距離通信可以取代目前的多種電纜方案，通過統(tǒng)一的短距離無線鏈路在各種數(shù)字設(shè)備之間實現(xiàn)方便快捷、靈活安全、低成本、小功耗的語音和數(shù)據(jù)通信。(二)藍牙技術(shù)特性1）能傳送語音和數(shù)據(jù)。2）全球范圍內(nèi)適用，使用頻段無需申請。3）低成本、低功耗和低輻射。4）外界對其干擾影響不大，安全系數(shù)較wifi高。四、GPS技術(shù)（一）GPS概述 GPS是英文Global Position System（全球定位系統(tǒng)的簡稱）。GPS組成由GPS空間衛(wèi)星部分、GPS地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備部分三大部分組成?？臻g衛(wèi)星部分由24顆衛(wèi)星組成，包括21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星，均勻分布在6個軌道上。衛(wèi)星的這種分布保證了地球上任何地點、任何時候都能見到4顆以上衛(wèi)星。地面監(jiān)控部分：負責(zé)監(jiān)控全球定位系統(tǒng)的工作，包括一個主控站、三個注入站、五個監(jiān)控站。用戶設(shè)備部分：主要有各種GPS接收機組成，起作用就是接收、跟蹤、變換和測量GPS信號；按用途可分為導(dǎo)航型接收機、測地型、授時型接收機。（二）GPS特點1）定位精度高。GPS相對定位精度在50千米以內(nèi)可達106。2）觀測時間短。隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善及軟件的不斷更新，對于靜止不動的物體定位且在20千米之內(nèi)只要15分鐘，然后可以隨時定位，每站觀測只需幾秒鐘。3）應(yīng)用廣泛。主要用途包括：陸地應(yīng)用、車輛導(dǎo)航、地球物理資源勘探、地震前期監(jiān)測等；海洋應(yīng)用，遠洋船最佳航程航線測定，船只實時調(diào)度和導(dǎo)航、海洋救援等；航空領(lǐng)域方面，應(yīng)用在飛機導(dǎo)航、導(dǎo)彈制導(dǎo)等。此外全球定位系統(tǒng)還具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便等特點。第四節(jié) 國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)平臺一、yeelink平臺Yeelink的每一個門戶對應(yīng)一個“網(wǎng)關(guān)”設(shè)備，而創(chuàng)建“網(wǎng)關(guān)”設(shè)備也是在億聯(lián)網(wǎng)上開啟物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的第一步，“網(wǎng)關(guān)”是一個前端能夠與測量設(shè)備DTU（儀器儀表、各類傳感器等）適配通訊，采集測量數(shù)據(jù)；后端具備網(wǎng)絡(luò)功能，可以將測量數(shù)據(jù)實時轉(zhuǎn)發(fā)到樂聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器上進行存儲?？梢赞D(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)不僅包括測量數(shù)據(jù)，還可以包括視頻流數(shù)據(jù)和控制指令信息，還可通過網(wǎng)絡(luò)來對設(shè)備進行反向控制。所謂的正反向控制，即設(shè)備具備半雙工通信Halfduplex Communication的功能，這種通信方式可以實現(xiàn)雙向的通信，但不能在兩個方向上同時進行，必須輪流交替地進行。也就是說，通信信道的每一段都可以是發(fā)送端，也可以是接收端。但同一時刻里，信息只能有一個傳輸方向。如日常生活中的例子有步話機通信,對講機等。半雙工傳輸?shù)膮f(xié)議是稱為線路規(guī)程的過程的一部分，它是OSI模型的第二層，數(shù)據(jù)鏈路層所包含的一項。簡而言之，就是雙向通信但不同時刻交替進行。圖25二、樂聯(lián)網(wǎng)平臺樂聯(lián)網(wǎng)，為您提供了一個迅速實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的平臺。無需繁瑣的編程和開發(fā)，您就可以將您的測量設(shè)備或傳感器連接到樂聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺上，并在該平臺上存儲、查詢和分析您的測量數(shù)據(jù)。另外，您還可以在這個平臺上公開您的測量設(shè)備，與別人做技術(shù)交流，可以說樂為物聯(lián)開放平臺還是一個技術(shù)交流和廣告展示的平臺。樂聯(lián)網(wǎng)可以提供的功能如下：設(shè)備集中管理支持通用的工業(yè)協(xié)議，可以將您的各類設(shè)備集中起來進行管理