【導(dǎo)讀】物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)。上海企想信息技術(shù)有限公司?！段锫?lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)》。紅外人體感應(yīng)傳感數(shù)據(jù)

　　

【正文】 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(cè)》 —ZigBee 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 41 模擬加水 模擬換氣 上海企想信息技術(shù)有限公司 42 模擬加溫 檢測(cè)條件設(shè)置 光照 50 時(shí)模擬照 明自動(dòng)打開(kāi)界面 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)》 —ZigBee 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 43 上海企想信息技術(shù)有限公司 44 第 4章 ZigBee 無(wú) 線定位實(shí)驗(yàn) ZigBee 無(wú)線定位系統(tǒng) 定位系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)類(lèi)型 無(wú)線定位網(wǎng)絡(luò)主要由 ZigBee 網(wǎng)關(guān)（ Location Dongle）、參考節(jié)點(diǎn)（ Reference Nodes）和盲節(jié)點(diǎn)（ Blind Nodes）組成。 ZigBee 網(wǎng)關(guān)：無(wú)線定位系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器， 通過(guò) RS232 串口延長(zhǎng)線與 PC 相連。 它在整個(gè)系統(tǒng)中有著至關(guān)重要的作用，首先它接收由監(jiān)控軟件提供的各參考節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的配置數(shù)據(jù)，并發(fā)送給相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)；其次，還要接收各節(jié)點(diǎn)反饋的有效數(shù)據(jù)并傳輸給監(jiān)控軟件。 參考節(jié)點(diǎn)：無(wú)線定位 系統(tǒng)中已知坐標(biāo)的節(jié)點(diǎn)，是 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中的路由器。它是一個(gè)已知坐標(biāo)的靜態(tài)節(jié)點(diǎn)。這個(gè)節(jié)點(diǎn)必須正確地被配置在定位區(qū)域中的坐標(biāo)。它的任務(wù)是提供一個(gè)包含自己位置 X、 Y 坐標(biāo) 和 RSSI 值的信息包給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。 盲節(jié)點(diǎn)：無(wú)線定位系統(tǒng)中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，它通過(guò)已知參考節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算自身坐標(biāo)值的節(jié)點(diǎn)，是 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中的路由器。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能夠與離自己最近的參考節(jié)點(diǎn)通信，收集這些節(jié)點(diǎn)的 X、 Y 坐標(biāo)和 RSSI 值，根據(jù)這些信息和輸入?yún)?shù)（ A， N）一起計(jì)算自己坐標(biāo)信息，然后將適當(dāng)?shù)男畔l(fā)送給網(wǎng)關(guān)，通過(guò) RS232 傳送給計(jì)算機(jī)定位軟件。 定位基 本原理介紹 如 圖 所示的一個(gè)簡(jiǎn)單的定位系統(tǒng)， CC2431 無(wú)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。參考節(jié)點(diǎn)是一個(gè)位于已知位置的靜態(tài)節(jié)點(diǎn)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)知道自己 的位置并可以將其位置通過(guò)發(fā)送數(shù)據(jù)包通知其他 。盲節(jié)點(diǎn)從參考節(jié)點(diǎn)處接收數(shù)據(jù)包信號(hào)，獲得參考節(jié)點(diǎn)位置 坐標(biāo)及相應(yīng)的 RSSI 值并將其寫(xiě)入定位引擎，然后可以讀出 由定位引擎計(jì)算得到的自身位置。由參考節(jié)點(diǎn)發(fā)送給盲節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包至少包含參考節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)水平位置 X 和垂直位置 Y，而 RSSI 值可由接收節(jié)點(diǎn)（盲節(jié)點(diǎn)）計(jì)算獲得。 CC2431的硬件定位引擎與軟件定位方法相比優(yōu)勢(shì)是速度快、精度高，不占用處理器時(shí)間。該定位引擎的主要特點(diǎn)：定位估計(jì)算法需 3 到 16 個(gè)參考節(jié)點(diǎn)；定位估計(jì)以 辨率；計(jì)算節(jié)點(diǎn)位置耗時(shí)少于 50181。s；定位范圍為 64m 64m；定位偏差低于 3m；定位估計(jì)采用分布式計(jì)算方法，該方法使用已知參考節(jié)點(diǎn)的 RSSI 信息定位。在節(jié)點(diǎn)上分布式定位計(jì)算可以免集中計(jì)算方法帶來(lái)的大量網(wǎng)絡(luò)傳輸與通信延遲問(wèn)題。 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)》 —ZigBee 無(wú)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(wú)線電定位功能，實(shí)現(xiàn)無(wú)線電定位，通過(guò)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。 在此系統(tǒng)中能夠通過(guò)上位機(jī)軟件設(shè)置修改自己的地圖，通過(guò) PC 機(jī)直觀顯示檢測(cè)對(duì)象和檢測(cè)對(duì)象的具體位置。 系統(tǒng)設(shè)置 4 個(gè)及四個(gè)以上參考節(jié)點(diǎn)，為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置做參考，如需提高精度，可以將參考節(jié)點(diǎn)的數(shù)量提高至 8 個(gè)。當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送自己的位置坐標(biāo)后，參考節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)，并回復(fù)一 個(gè)應(yīng)答信號(hào)，通過(guò)參考節(jié)點(diǎn)將正確的位置發(fā)送給網(wǎng)關(guān)；最后通過(guò) PC 機(jī)軟件在繪制的地圖上顯示出正確的位置。 系統(tǒng)功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單。參考節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)上電后自動(dòng)加入網(wǎng)絡(luò)，在首次使用時(shí)需要對(duì)各個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的平面位置坐標(biāo)（ x， y）進(jìn)行設(shè)定。在第一次設(shè)定以后參考節(jié)點(diǎn)將記住自己的位置，以后使用中在加入網(wǎng)絡(luò)后就自動(dòng)找到自己的位置，同樣也可以通過(guò) PC 機(jī)軟件對(duì)其進(jìn)行修改。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)也僅僅對(duì)其 A 值和 N 值進(jìn)行設(shè)定，這樣整個(gè)系統(tǒng)就設(shè)置完成。 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(kāi)發(fā)電源。 上海企想信息技術(shù)有限公司 46 每個(gè)參考節(jié)點(diǎn) (Ref)接上天線，并連接電池盒，并把每個(gè)節(jié)點(diǎn)放置已規(guī)劃好的定位區(qū)域上對(duì)應(yīng)設(shè)置好的位置，各節(jié)點(diǎn)的根據(jù)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)擺放。 參照定位原理 圖 。 移動(dòng)節(jié)點(diǎn) (Blind)接上天線，并連接電池盒。移動(dòng)模塊最好在參考節(jié)點(diǎn)構(gòu)建的范圍內(nèi)。節(jié)點(diǎn) 如 圖 。 圖 （定位）節(jié)點(diǎn) ZLocation 監(jiān)控軟件設(shè)置 打開(kāi)軟件 以后，需要對(duì)軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置，如下圖所示：將所有復(fù)選框選中，另外還《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)》 —ZigBee 無(wú)線定位實(shí)驗(yàn) 47 可以設(shè)置節(jié)點(diǎn)在沒(méi)有信號(hào)的時(shí)候在地圖上存在的時(shí)間。 繪制監(jiān)控區(qū)域地圖 繪制監(jiān)控區(qū)域地圖，應(yīng)該直觀、一目了然，對(duì)監(jiān)控區(qū)域事故高發(fā)地段應(yīng)該進(jìn)行特別標(biāo)注。 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。 在地圖繪制好以后，將地圖加載到監(jiān)控軟件中，首先打開(kāi)由 Chipcon 公司提供的監(jiān)控軟件 ZLocation Engine，如 圖 。 上海企想信息技術(shù)有限公司 48 圖 ZLocation設(shè)置 在圖中，可以看到軟件的一個(gè)簡(jiǎn)單界面， Setup 頁(yè)中可以選擇我們將要與網(wǎng)關(guān)通信的端口，在這里選擇串口 1。 打開(kāi)標(biāo)簽頁(yè) Background ，在此頁(yè)可以加載繪制的地圖在顯示區(qū)域中，在顯示欄中有相應(yīng)的網(wǎng)格作為標(biāo)尺，單位以米計(jì)算。加載地圖時(shí)，首先找到地圖的正確路徑，在設(shè)置它的長(zhǎng)和寬，然后單擊 Updata 就完成了整個(gè)地圖的加載。 參考節(jié)點(diǎn)安裝 參考節(jié)點(diǎn) 要根據(jù)實(shí)際的距離安裝，距離計(jì)算越準(zhǔn)確，定位精度越高。參考節(jié)點(diǎn)必須配合監(jiān)控軟件安裝，要保證節(jié)點(diǎn)的安放位置和監(jiān)控軟件中地圖上的位置區(qū)域相同。圖中，每個(gè)網(wǎng)格之間的距離是 10 米。 上電復(fù)位以后，標(biāo)簽切換至 Reference Node Setup 在此標(biāo)簽中，對(duì)節(jié)點(diǎn)的位置進(jìn)行設(shè)置，在設(shè)置前，節(jié)點(diǎn)沒(méi)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(jiàn)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 。 圖 以同樣的方法，加載其他參考節(jié)點(diǎn)，正確設(shè)置它們的參數(shù)（注意在設(shè)置時(shí)一定要將地圖和實(shí)際地形相對(duì)應(yīng)）。這里設(shè)置了 4 個(gè)參考節(jié)點(diǎn)。設(shè)置完成以后如果需要對(duì)其中節(jié)點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行修改，則只需要按照設(shè)置的步驟就可以完成。另外也可單擊黃顏色的小球查看節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)》 —ZigBee 無(wú)線定位實(shí)驗(yàn) 49 移 動(dòng)節(jié)點(diǎn)安裝 標(biāo)簽切換至 Blind Node Setup 此標(biāo)簽用于加載移動(dòng)節(jié)點(diǎn)設(shè)置，在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)上電后和參考節(jié)點(diǎn)一樣，呈現(xiàn)“ NEW+地址“，在此標(biāo)簽中將自動(dòng)檢測(cè)到此設(shè)備，如 圖 。 圖 雙擊“ NEW+地址”會(huì)出現(xiàn)該移動(dòng)節(jié)點(diǎn) (也稱定位節(jié)點(diǎn) )的參數(shù)，單擊 Update 將數(shù)據(jù)加載到節(jié)點(diǎn)中。如 圖 。 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)。這幾個(gè)步驟都會(huì)影響定位的精度。 調(diào)試 上面已經(jīng)將定位系統(tǒng)的環(huán)境構(gòu)建完成，接下來(lái)，將對(duì)整個(gè)定位系統(tǒng)調(diào)試。在移動(dòng)節(jié)點(diǎn) （ 也稱定位節(jié)點(diǎn) ） 出現(xiàn)監(jiān)控軟件在顯示區(qū)域以后，將移動(dòng)節(jié)點(diǎn) (也稱定位節(jié)點(diǎn) )分別放置各個(gè)參考節(jié)點(diǎn)相同位置，然后調(diào)節(jié)移動(dòng)節(jié)點(diǎn) （ 也稱定位節(jié)點(diǎn) ） 的 A 值和 N 值，有助 于提高定位的精度。 A 值在 30— 50 之間， N 值在 0— 30 之間，通過(guò)實(shí)驗(yàn)， A 值的最佳范圍為 45— 49，N 值最佳范圍為 15— 25。設(shè)置完成以后，移動(dòng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn) （ 也稱定位節(jié)點(diǎn) ） ，可以看見(jiàn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn) （ 也稱定位節(jié)點(diǎn) ） 在監(jiān)視軟件中位置的自動(dòng)變化。如 圖 。 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)》 —ZigBee 無(wú)線定位實(shí)驗(yàn) 51 圖 上海企想信息技術(shù)有限公司 52 第 5章 藍(lán)牙 /WiFi/GPRS 無(wú)線傳感數(shù)據(jù)采集與控制 實(shí)驗(yàn) 藍(lán)牙 /WiFi/GPRS 無(wú)線 傳感控制節(jié)點(diǎn)介紹 該系列產(chǎn)品均由 CHGWB301 型號(hào)的底板 +不同的通信模塊構(gòu)成 ，底板上提供多種傳感器和輸入輸出控制設(shè)備接口。 藍(lán)牙傳感控制底板 名稱：藍(lán)牙傳感控制節(jié)點(diǎn) 型號(hào)： CHBSC301 主要技術(shù)參數(shù) 底板芯片： STC12C5A60S2 藍(lán)牙模塊： HC06 工作頻率： Bluetooth－ ， MCU－ 24MHz 傳輸速率： 2Mbps3Mbps 支持協(xié)議： Bluetooth 傳輸距離： 830m 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)：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(wèn)接口以方便計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序開(kāi)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(cè)、煙霧探測(cè)、 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(duì)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(cè)》 —藍(lán)牙 /WiFi/GPRS 無(wú)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(guò)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(hào)： 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(wèn)接口以方便計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序開(kāi)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(cè)、煙霧探測(cè)、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(duì) WiFi節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置 ◎采用標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP 協(xié)議，通過(guò) 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(hào)： 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(wèn)接口以方便計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā) ◎提供多種傳感器輸入接口：溫度、光敏、溫濕度、 CO