【正文】 設(shè)備名為 RefNode；除此之外還定義了 7 個(gè)串命令（Cluster） ，分別為CONFIG_RESPONSE、REQUEST_CONFIG、RSSI_BLAST 、RSSI_REQUEST、ALARM、RSSI_RESPONSE 、ASK_HELP，這幾個(gè)串命令的功能和用途如下所示 [23]：（1）CONFIG_RESPONSE（串 ID 0x0022）：配置響應(yīng)串命令，當(dāng)參考節(jié)點(diǎn)收到 REQUEST_CONFIG 串命令并成功配置后，它返回該串命令告知對方已經(jīng)配置成功 [23]；（2）REQUEST_CONFIG（串 ID 0x0021）：請求配置串命令，用于配置參考節(jié)點(diǎn)的標(biāo)號，當(dāng)它的位置發(fā)生變化時(shí)，參考節(jié)點(diǎn)的標(biāo)號相當(dāng)于它的位置，可以通過該命令改變它的標(biāo)號，而不需要重新燒寫程序；（3）RSSI_BLAST（串 ID 0x0023）：搜集 RSSI 值串命令，該串命令是定位節(jié)點(diǎn)以廣播的形式發(fā)送給參考節(jié)點(diǎn)的，參考節(jié)點(diǎn)在接收到該串命令時(shí)，將先前搜集到的該定位節(jié)點(diǎn)的 RSSI 值和數(shù)據(jù)包的 RSSI 值進(jìn)行累積并存儲(chǔ)；（4）RSSI_REQUEST（串 ID 0x0024）：請求 RSSI 平均值值串命令，該串命令也是由定位節(jié)點(diǎn)以廣播的形式發(fā)送給參考節(jié)點(diǎn)，用于請求參考節(jié)點(diǎn)返回其 RSSI 平均值 [23]；（5）RSSI_RESPONSE（串 ID 0x0025）：發(fā)送 RSSI 平均值值響應(yīng)命令，參考節(jié)點(diǎn)在接收到定位節(jié)點(diǎn)的 RSSI_REQUEST 串命令時(shí)，計(jì)算出定位節(jié)點(diǎn)的RSSI 平均值，連同該串命令返回給定位節(jié)點(diǎn)；（6）ALARM（串 ID 0x0026）：報(bào)警串命令，該串命令由協(xié)調(diào)器發(fā)送給定位節(jié)點(diǎn)，用以提醒佩戴定位節(jié)點(diǎn)的井下人員有危險(xiǎn)情況發(fā)生；（7）ASK_HELP（串 ID 0x0027）：求救串命令，該串命令由定位節(jié)點(diǎn)發(fā)出，用于告知井上人員有緊急情況發(fā)生，需要救援 [23]。 區(qū)域定位通信流程圖如圖 45 則為區(qū)域定位通信流程圖：第 4 章 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)378 個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送完后，發(fā)送請求LOCATION_X_RSSI_REQUEST發(fā)送平均的 RSSI 值，ID 為LOCATION_X_RSSI_RESPONSE找出最佳的 RSSI 值，ID 為LOCATION_BLINDNODE_FIND_RESPONSE每隔 20ms 發(fā)送數(shù)據(jù)包，共發(fā)送 8 個(gè)，數(shù)據(jù)包中的 ID為LOCATION_RSSI_BLAST用優(yōu)化算法找出最佳的 RSSI 值計(jì)算平均RSSI 值通過串口在計(jì)算機(jī)上顯示定位信息累加RSSI 值協(xié)調(diào)器定位節(jié)點(diǎn)參考節(jié)點(diǎn) 圖 45 區(qū)域定位通信流程圖首先，定位節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)后就開始進(jìn)入定位進(jìn)程，一個(gè)定位過程包含一下幾個(gè)步驟：（1）它每隔 20 毫秒就廣播一個(gè) RSSI_BLAST 串命令的數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包碩士學(xué)位論文38用于參考節(jié)點(diǎn)提取定位節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包的 RSSI 值，定位節(jié)點(diǎn)總共發(fā)送 8 個(gè)這樣的數(shù)據(jù)包；（2）定位節(jié)點(diǎn)向參考節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè) RSSI_REQUEST 請求包，用于請求參考節(jié)點(diǎn)返回 RSSI 平均值；（3）在接下來的 秒時(shí)間里面，定位節(jié)點(diǎn)接收參考節(jié)點(diǎn)返回的RSSI_RESPONSE 串?dāng)?shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包還包含定位節(jié)點(diǎn)的平均 RSSI 值和參考節(jié)點(diǎn)的標(biāo)號；（4）通過優(yōu)化比較找出 RSSI 較大的值，并將對應(yīng)參考節(jié)點(diǎn)的房間號打包到數(shù)據(jù)包中，向協(xié)調(diào)器發(fā)送 BLINDNODE_FIND_RESPONSE 數(shù)據(jù)包。 區(qū)域定位的硬件實(shí)現(xiàn)正如我們之前提到，部分硬件模塊我們采用成都無線龍的 ZigBee 通信模塊。是在 CC2430 模塊的基礎(chǔ)上加了復(fù)位電路、求救按鈕和電源模塊，而溫度參數(shù)的收集則利用了 CC2430 內(nèi)部集成的溫度傳感器。定位節(jié)點(diǎn)是用到液晶底板和CC2430 模塊，實(shí)物圖如圖 46 所示：OLED顯示器RS232插座5V 電源直流插座電源開關(guān) 4 個(gè)方向鍵第 4 章 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)39圖 46 定位節(jié)點(diǎn)實(shí)物圖參考節(jié)點(diǎn)的硬件電路是在 CC2430 模塊的基礎(chǔ)上添加了電源模塊，也就是把定位節(jié)點(diǎn)上的求救電路和報(bào)警電路去掉就是參考節(jié)點(diǎn)的電路了；鑒于 CC2430的功耗小，又無外圍擴(kuò)展電路，只需要 2 到 3 節(jié) 伏的 5 號電池為參考節(jié)點(diǎn)供電就行了，圖 47 為參考節(jié)點(diǎn)的所采用的 CC2430 模塊實(shí)物圖。圖 47 參考節(jié)點(diǎn)所采用的 CC2430 模塊實(shí)物圖協(xié)調(diào)器與樓宇監(jiān)控中心是通過 GPRS 模塊進(jìn)行連接的，協(xié)調(diào)器的硬件和定位節(jié)點(diǎn)是一樣的，是用到液晶底板和 CC2430 模塊，協(xié)調(diào)器的實(shí)物圖如圖 48 所示：復(fù)位按鈕LED32MHz 晶振仿真器接口SMA 天線座CC2430 芯片外擴(kuò) I/O 插座碩士學(xué)位論文40圖 48 協(xié)調(diào)器實(shí)物圖 環(huán)境溫度采集功能模塊的設(shè)計(jì)環(huán)境溫度采集功能就是利用 CC2430 內(nèi)部集成的溫度傳感器采集房間的溫度。具體的流程就是由各個(gè)房間內(nèi)的參考節(jié)點(diǎn)，每隔 30S 采集一次房間溫度，然后發(fā)給協(xié)調(diào)器，流程圖如 49第 4 章 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)41 參考節(jié)點(diǎn) 協(xié)調(diào)器LOCATION_TEMPERATURE_TEST_RESPONSE每隔 30S 發(fā)送溫度信息 圖 49 環(huán)境溫度測試信息流圖 上下行緊急呼救功能模塊的設(shè)計(jì)定位節(jié)點(diǎn)發(fā)送給協(xié)調(diào)器的每一個(gè)變量的類型為 uint8 類型，根據(jù)實(shí)際的需要，參考節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包攜帶節(jié)點(diǎn)的信息具體的表示如下表 410表 410 表示數(shù)據(jù)包所攜帶的具體信息變量標(biāo)識LOGO FLOOR ROOM TEMP help_1 help_2物理意義定位節(jié)點(diǎn)標(biāo)識定位節(jié)點(diǎn)所在樓層定位節(jié)點(diǎn)所在房間溫度 收到單播警報(bào)標(biāo)識收到廣播警報(bào)標(biāo)識help_1 和 help_2 分別代表單播警報(bào)標(biāo)識和廣播警報(bào)標(biāo)識，當(dāng) help_1 為 0 時(shí)代表無警報(bào)，為 1 時(shí)則警報(bào)響起，help_2 也是同樣的道理。 廣播報(bào)警傳統(tǒng)的樓宇管理系統(tǒng)中，往往只有上行或下行呼救功能，而在本系統(tǒng)中，創(chuàng)造性將兩者進(jìn)行了結(jié)合，對樓宇內(nèi)的人員的安全和大樓內(nèi)部的管理的智能化都得到了提升。廣播報(bào)警，當(dāng)有人員發(fā)現(xiàn)樓層內(nèi)部有重大險(xiǎn)情時(shí)，會(huì)立即向協(xié)調(diào)器發(fā)送警報(bào)信息，協(xié)調(diào)器確認(rèn)后，會(huì)以廣播的形勢通知大樓內(nèi)部每個(gè)人員，通知他們撤離，具體的流程如下：(一) 當(dāng)定位節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，按下警報(bào)鍵 A，狀態(tài)符號位會(huì)由 0 變?yōu)?1，并且向協(xié)碩士學(xué)位論文42調(diào)器發(fā)送險(xiǎn)情警報(bào) CLUSTERID_BLINDNODE_01，附帶“DANGEROUS”的信息；(二) 協(xié)調(diào)器收到定位節(jié)點(diǎn)發(fā)送的 DANGEROUS 后，會(huì)馬上回復(fù)一個(gè)CLUSTERID_BLINDNODE_RESPONE_01 數(shù)據(jù)包，并附帶 IS IT FIRE?的信息，表示對定位節(jié)點(diǎn)進(jìn)行回復(fù)，即已經(jīng)收到報(bào)警信息，同時(shí)也是對此信息進(jìn)行確認(rèn)。(三) 定位節(jié)點(diǎn)再接收到協(xié)調(diào)器的回復(fù)信息后，會(huì)進(jìn)入到一個(gè) 5S 的等待期，若是在這 5S 內(nèi)繼續(xù)按下警報(bào)鍵 A，則會(huì)發(fā)送第二條報(bào)警信息CLUSTERID_BLINDNODE_02，但如果在這 5S 內(nèi)不在按鍵，則表示錯(cuò)發(fā)，狀態(tài)符號位會(huì)由 1 又變回 0，也就是復(fù)位。(四) 在協(xié)調(diào)器第二次收到定位節(jié)點(diǎn)傳來的警報(bào)信息之后，同樣會(huì)回復(fù)定位節(jié)點(diǎn)BLINDNODE_RESPONE_02，表示已收到，同時(shí)也確定樓宇內(nèi)部是出現(xiàn)了險(xiǎn)情。(五) 確定出現(xiàn)險(xiǎn)情后，協(xié)調(diào)器會(huì)立刻向所有的定位節(jié)點(diǎn)廣播險(xiǎn)情信號即廣播FIRE!DANGEROUS!到所有定位節(jié)點(diǎn)通信流程圖如 411 所示第 4 章 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)43定位節(jié)點(diǎn) 協(xié)調(diào)器SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID_BLINDNODE_01第一次發(fā)送 DANGEROUSSAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID_BLINDNODE_RESPONE_01發(fā)送請求回復(fù)信息 IS IT FIRE?第二次發(fā)送 DANGEROUSSAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID_BLINDNODE_02SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID_BLINDNODE_RESPONE_02發(fā)送 OKSAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID_BLINDNODE_RESPONE_03廣播 FIRE!DANGEROUS!到所有定位節(jié)點(diǎn)第一次按鍵第二次按鍵5s 計(jì)時(shí) 圖 411 廣播報(bào)警的通信流程圖碩士學(xué)位論文44 單播報(bào)警在大樓內(nèi)部人員若自身出現(xiàn)了險(xiǎn)情，也同樣可以向協(xié)調(diào)器發(fā)出求助警報(bào)，協(xié)調(diào)器根據(jù)此節(jié)點(diǎn)的位置進(jìn)行營救。具體的通信過程事下(一) 求救人員首先按下警報(bào)鍵 B，這時(shí) help_1 由 0 變?yōu)?1，定位節(jié)點(diǎn)向協(xié)調(diào)器發(fā)送 FLASH_CLUSTERID 數(shù)據(jù)包，里面帶有 DANGEROUS！的信息(二) 協(xié)調(diào)器收到定位節(jié)點(diǎn)發(fā)送的求救信號后，會(huì)立刻回送BLINDNODE_RESPONE_04 信息，表示收到，并且會(huì)在界面上標(biāo)示出求救信號具體的通信如圖 412定位節(jié)點(diǎn) 協(xié)調(diào)器SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID發(fā)送 DANGEROUS！SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID_BLINDNODE_RESPONE_04發(fā)送請求回復(fù)信息 OK！按鍵 圖 412 單播求救的具體通信過程第 4 章 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)45 后臺界面的設(shè)計(jì)　 MFC 簡介 [38]MFC 是微軟的一種應(yīng)用框架工具 ，是由微軟公司的應(yīng)用程序框架擴(kuò)展小組設(shè)計(jì)創(chuàng)建的，是和微軟 Visual C++ 開發(fā)工具一起發(fā)布的，這個(gè)類庫就是提供了一組通用的可重用的類庫供開發(fā)人員使用。MFC 是微軟提供的用于在 C++環(huán)境下編寫應(yīng)用程序的一個(gè)框架和引擎，一般情況下 MFC 應(yīng)用程序的總體結(jié)構(gòu)是由開發(fā)人員從 MFC 類派生的幾個(gè)類以信一個(gè)類 對象 組成，而確切的說 MFC 只是掛在它之上的一個(gè)輔助軟件開發(fā)包或者說是一個(gè)非外掛式的軟件包，只不過MFC 類是微軟為 VC++專配的 [38]，并且提供了應(yīng)用程序框架和消息映射機(jī)制等內(nèi)部技術(shù)，屏蔽了重復(fù)繁瑣的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，簡化了程序員的工作，換句話說，MFC 可以看成是 Win API 與 C++的結(jié)合。API 僅僅是微軟提供的 Windows 下應(yīng)用程序的編程語言接口，是一種軟件編程的規(guī)范而不是一種程序開發(fā)語言本身，API 是可以讓用戶用其它的第三方的語言來編程的，這樣寫出的應(yīng)用程序就可以在 Windows 下運(yùn)行，有些編程語言比如 VB，VC++ ，Java 等等其實(shí)全部源于 API，因此用它們編寫的應(yīng)用程序都能工作在 Windows 下，所以所有應(yīng)用程序都將 Windows 作為一個(gè)操作系統(tǒng)并且在其內(nèi)部運(yùn)行這也是一種必要，MFC 是對 API 函數(shù)的封裝，這樣的話可以讓用戶使用 C++在 Window 下更容易開發(fā)，因?yàn)樵趯?API 的封裝上微軟做了一些工作即隱藏很多開發(fā)細(xì)節(jié)，比如應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)消息的處理，設(shè)備環(huán)境繪圖，但是事物必定有正反面，正是這種結(jié)合雖然方便了開發(fā)，但卻造成了 MFC 對類封裝中的一定程度的的冗余和迂回，不過這些是可以接受的，總而言之，MFC 就是一種將面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)與Application framework 的完美結(jié)合并且對將傳統(tǒng)的 API 進(jìn)行了分類封裝，并且為程序員創(chuàng)建了程序的一般框架工具 [38]。 界面設(shè)計(jì)的具體流程本程序通過串口接收數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對樓宇人員的位置、環(huán)境溫度、上班時(shí)間等信息的實(shí)時(shí)查看和數(shù)據(jù)保存，對樓宇人員進(jìn)行管理。主要是用 MFC 進(jìn)行開發(fā)，下圖 413 為具體的主界面碩士學(xué)位論文46圖 413 程序主界面截圖主界面由一個(gè)客戶區(qū)（圖中樓宇平面圖部分）和三個(gè)側(cè)邊欄（人員視圖、屬性和輸出側(cè)邊欄）組成。三個(gè)側(cè)邊欄可以隨意拖，可以浮動(dòng)顯示、依附或自動(dòng)隱藏在程序框架的邊緣。兩個(gè)側(cè)邊欄可以相互組合。圖 414 和圖 415 所示為界面邊欄。第 4 章 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)47圖 414 浮動(dòng)顯示（輸出側(cè)邊欄）圖 415 所示為界面邊欄可以隨意拖，可以浮動(dòng)顯示。圖 415 側(cè)邊欄上的自動(dòng)隱藏按 鈕（屬性側(cè)邊欄）圖 416 顯示的屬性側(cè)邊欄，上面有關(guān)于員工的各種資料如，姓名，年齡等等。碩士學(xué)位論文48圖 416 自動(dòng)隱藏（屬性側(cè)邊欄）圖 417 所示為屬性側(cè)邊欄，它可以依附或自動(dòng)隱藏在程序框架的邊緣圖 417 側(cè)邊欄組合（人員視圖和輸出 ）圖 422 所示為側(cè)邊欄組合，實(shí)時(shí)顯示各個(gè)房間的情況。第 4 章 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)49 功能介紹定位節(jié)點(diǎn)從串口接收到人員位置信息后在地圖上用圓形圖案（○）標(biāo)識，并在輸出框輸出相應(yīng)信息。 “○”有三種顏色，綠色表示節(jié)點(diǎn)正常狀態(tài)，藍(lán)色表示節(jié)點(diǎn)被選定，紅色表示節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)危急狀況。參考節(jié)點(diǎn)從串口接收到參考節(jié)點(diǎn)信息后，直接在輸出框顯示。選定功能可以通過點(diǎn)擊左側(cè)人員視圖側(cè)邊欄中員工編號或客戶區(qū)中的圓形圖案（○）對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行選定，選定后在屬性窗口顯示選定節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息。如選定了員工編號為 002 的節(jié)點(diǎn)，如圖 418：圖 418 選定 002 節(jié)點(diǎn)圖 423 表示選定了節(jié)點(diǎn) 002。員工信息查詢通過菜單欄操作菜