【導讀】統(tǒng)平臺以上位機對家庭中的電燈進行控制實驗。本設(shè)計運用VB、服務(wù)器(PC機)、無線網(wǎng)絡(luò)為傳輸橋梁，以CC2530板作為家庭控制中心。本系統(tǒng)通過串口將上位機與。較強的實用性和可靠性。

　　

【正文】 ata_t *)osal_msg_allocate( sizeof ( mtOSALSerialData_t ) + j + 1 )。 pMsg = CMD_SERIAL_MSG。 pMsgmsg = (uint8*)(pMsg+1)。 17 pMsgmsg[0]=j。 for(i=0。ij。i++) { pMsgmsg[i+1] = buf[i]。 osal_msg_send( App_TaskID, (byte *)pMsg )。 osal_msg_deallocate( (uint8 *)pMsg )。 } } 說明：由于上位機一次發(fā)送過來的數(shù)據(jù)的多位的，在本設(shè)計中一次傳輸有三個數(shù)據(jù)，所以使用了循環(huán)接收并且將數(shù)據(jù)保存在 pMsg 指針下，然后通過發(fā)送函數(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)送給終端節(jié)點。接收到數(shù)據(jù)后就可以用函數(shù)SampleApp_SerialCMD((mtOSALSerialData_t *)MSGpkt)。將數(shù)據(jù)發(fā)送到終端，這時協(xié)調(diào)器就等待下次數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送的請求。 家庭 控制中心 節(jié)點程序設(shè)計 終端節(jié)點是命令的執(zhí)行者，在整個智能家居控制系統(tǒng)中處于最底層，與家電設(shè)備緊密地結(jié)合在一起。傳感器節(jié)點在智能家居控制網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)需要既可以作為路由節(jié)點，也可以作為終端設(shè)備。終端節(jié)點通常都處于休眠狀態(tài)，只有當協(xié)調(diào)器傳來指令時．它就被激活．對傳來的指令進行相應的處理．處理完后又進入到休眠狀態(tài)。 ZigBee終端節(jié)點工作流程包括初始化硬件、協(xié)議棧，建立網(wǎng)絡(luò)．事件處理，休眠 [14]。其流程如圖 43所示： 初 始 化 硬 件初 始 化 軟 件開 始網(wǎng) 絡(luò) 建 立 成 功事 件 是 否 處 理休 眠處 理 事 件輪 詢中 斷YYNN 圖 43 終端節(jié)點工作流程圖 接收函數(shù)： void SampleApp_MessageMSGCB( afIningMSGPacket_t *pkt ) { uint16 flashTime。 uint8 i,len。 if(SAMPLEAPP_COM_CLUSTERID:== pktclusterId) len=pkt[0]。 18 for(i=0。ilen。i++) set[i]=pkt[i+1]。 HalUARTWrite(0,set,len)。 if(set[0]==39。S39。) mark=1。 else if(set[0]==39。A39。) mark=0。 case SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID: flashTime = BUILD_UINT16(pkt[1], pkt[2] )。 HalLedBlink( HAL_LED_4, 4, 50, (flashTime / 4) )。 break。 } } 說明：在本設(shè)計中當我們接收到從協(xié)調(diào)器發(fā)送來的數(shù)據(jù)（根據(jù)協(xié)調(diào)器那邊的設(shè)置傳送來的數(shù)據(jù)有三個），我們根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)判斷當前的任務(wù)，當終端接收到數(shù)據(jù)后通過終端節(jié)點主芯片 CC2530的 。 上位機設(shè)計 界面設(shè)計 根據(jù)實際生活中對家用電器（電燈）的實際操作上位機設(shè)置了以下幾個按鈕如圖44。 開關(guān)按鈕：用來控制電燈的工作狀態(tài)， 狀態(tài)查詢：用戶查詢當前電燈的工作狀態(tài)，然后可以根據(jù)亮滅情況進行開關(guān)操作，打開 /關(guān)閉串口按鈕：連接 /斷開上位機與協(xié)調(diào)器的連接，當按下關(guān)閉串口后此按鈕顯示內(nèi)容就會變?yōu)榇蜷_串口， 退出按鈕：用戶退出控制臺。 圖 44 控制臺界面 提供了 MSComm 通信控件實現(xiàn)串行接口發(fā)送數(shù)據(jù)所以在本設(shè)計中 上位機要與協(xié)調(diào)器采用了這種串口通信方式 ， 在 vb 下可通過下面方式創(chuàng)建連接在項目中插 19 入 MSComm 控件：工程 增 加 到 工 程 Components and Controls 雙擊Registered ActiveX Controls選擇 Microsoft Communications Control， Insert，按默認值添加，這時控件欄中增加了個電話圖標，這是增加后的串口通信控件。然后將這個控件布局到整個界面中，當上位機程序運行后不會出現(xiàn)這個圖標。按鈕是從控件中拖入界面中的。可以通過右鍵點擊按鈕在屬性欄中設(shè)置它的標題方便用戶認識到按鈕的作用。圖片可以通過位圖插入到工程中，需要注意的是 只能顯示位圖而其他的圖片則不可用。 模塊功能 的實現(xiàn) (1)顯示模塊 顯示模塊接收各種數(shù)據(jù)并且能將數(shù)據(jù)直觀向用戶展現(xiàn)出來電燈的工作狀態(tài)，本設(shè)計中采用了提示框顯示方式，提示框顯示內(nèi)容具有較強的典型性，更加容易讓用戶察覺，而一般使用的在編輯框中顯示則不具有這一特點。 (2)串口通信功能實現(xiàn)模塊 該模塊工作在通訊層，主要負責下行數(shù)據(jù)的發(fā)送，上行數(shù)據(jù)的接收等工作，在頁面布局中插入的 MSComm 控件，通過初始化它的波特率和端口號并且 上位機和協(xié)調(diào)器的波特率和端口號要完全一致，這樣他們就能夠建立通道進行數(shù)據(jù)發(fā)送。 上位機與協(xié)調(diào)器是通過串口來實現(xiàn)通信的，上位機發(fā)送串口命令給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器把命令的處理結(jié)果反饋給上位機，串口的命令為控制命令協(xié)調(diào)器將返回一種操作結(jié)果：成功或者失敗。為了實現(xiàn)上位機和 ZigBee 協(xié)調(diào)器之間的串口通信，所有的通信幀都采用了統(tǒng)一的格式如表 41 所示。 表 41 數(shù)字幀格式 數(shù)據(jù)幀 頭 1byte Datalength 1byte CMD 2byte Data 0Len FCS 1byte 固定值 0XFE 數(shù)據(jù)長度 命令低字節(jié) 傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 校驗和 (3)數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)模塊 當用戶在控制臺操作時每當按下按鈕就觸發(fā)該按鈕事件，數(shù)據(jù)采集模塊就將特定的值記錄下來并將數(shù)據(jù)發(fā)送至協(xié)調(diào)器。 程序設(shè)計 應 用 層通 信 層C C 2 5 3 0串 口 通 信 20 圖 45 軟件結(jié)構(gòu) 上位機系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)層次上來分，可分為兩層如圖 45 所示：第一層：應用層。應用層負責人機交換，響應用戶的各種命令。第二層：通訊層。通信層負責將應用層傳遞過來的配置無誤的發(fā)送到下位機設(shè)備，并接收下位機上傳過來的數(shù)據(jù)，返回到應用層。 串口初始化函數(shù)： if(!()) { (4)。//設(shè)置端口號 (true)。//打開串口 (2)。// (1)。// (115200,n,8,1)。// MessageBox(串口初始化完畢 ,提示 )。 } else { MessageBox(串口被占用 ,提示 )。 } 說明 :SetCommPort() 函 數(shù) 設(shè) 置 了 上 位 機 的 端 口 號， (115200,n,8,1)。設(shè)置了波特率 115200,8 位有效數(shù)字并且有 1 位校驗位。不論串口初始化是否成功都彈出提示框來讓用戶了解上位機是否與協(xié)調(diào)器建立連接，方便用戶進行下一步操作。 當上位機與協(xié)調(diào)器建立連接過后用戶就可以通過操作控制臺來控制點燈的工作狀態(tài)，這就需要上位機將數(shù)據(jù)發(fā)送到協(xié)調(diào)器。發(fā)送數(shù)據(jù)主要代碼如下： CByteArraym_Array。 ()。 (3)。 (0,39。S39。)。 (1,39。L39。)。 21 (2,1)。 (COleVariant(m_Array))。 說明：首先創(chuàng)建了一個數(shù)數(shù)組 m_Array, (3)是設(shè)置數(shù)組 m_Array的大小為 3； (a,b)函數(shù)的作用就是將 b 值賦值給 m_Array[a]，所以 a 的值必須小于我們設(shè)置的數(shù)組大小否則數(shù)據(jù)則只能傳輸 3 位而后面的數(shù)據(jù)將會被舍棄。然后我們通過函數(shù)端口 發(fā)送函數(shù) (ColeVariant(m_Array)) 將m_Array 發(fā)送給協(xié)調(diào)器。由于 Setoutput 函數(shù)的參數(shù)為 VARIANT 型，必須強制轉(zhuǎn)換后才能發(fā)送將這個值發(fā)送給協(xié)調(diào)器。 22 第 5 章 系統(tǒng)運行測試 上位機測試 測試使用了虛擬串口驅(qū)動軟件和串口調(diào)試助手。首先在虛擬串口驅(qū)動軟件中將COM2 和 COM3 關(guān)聯(lián)起來，上位機使用的是 COM3，串口調(diào)試助手使用 COM2 當上位機軟件發(fā)送數(shù)據(jù)后，可以在串口調(diào)試助手中看到發(fā)送的數(shù)據(jù) 圖 51 上位機測試截圖 此測試可以證明當按下按鈕后將會發(fā)送數(shù)據(jù)，即上位機可以正常發(fā)送數(shù)據(jù)到指定端口。 ZigBee網(wǎng)絡(luò)測試 圖 52 協(xié)調(diào)器與控制終端測試截圖 通過 USB 轉(zhuǎn)串口或其他串口連接到 PC 機。打開串口助手設(shè)置好參數(shù)（波特率115200bps，端口分別選擇 COM2,COM3）然后通過串口調(diào)試工具向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)據(jù)，如上圖所示能夠成功收到信息，即 ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)搭建成功。 系統(tǒng)整體測試 通過以上兩個模塊的測試已經(jīng)可以確定上位機可以與協(xié)調(diào)器通過串口傳輸數(shù)據(jù)，而協(xié)調(diào)器也能將數(shù)據(jù)發(fā)送到家庭控制中心節(jié)點，接下來測試能否實現(xiàn)遠程控制電燈。 圖 53 系統(tǒng)總體測試 當按下開按鈕后電燈就亮了按下關(guān)按鈕后燈就熄滅了，但是有一定的延遲，這是由于無線傳輸信號需要一定的時間。 經(jīng)過反復實驗，電燈的照此方法控制其開關(guān)是可行的。當然，本設(shè)計實驗中也存在一些不可避免的問題，如線路等均是手工焊接，由于硬件電路鏈接不好，使其不穩(wěn)定。當 PC 與電燈距離過遠時，通信質(zhì)量較差，然后是 CC2530 本來是可以用電池在支持供電的， 但是裝上電池后不能運行，因為這個模塊在硬件上只能安裝一個電池，電壓無法支撐其工作，在實驗過程中使用的是 USB 接口供電，造成了不能遠距離的測試。 23 結(jié) 論 本設(shè)計順應國家對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的號召，同時也是實驗室研究的一部分。在本設(shè)計中，對物聯(lián)網(wǎng)與智能家居相關(guān)技術(shù)進行分析，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、 ZigBee 傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高級語言編程、嵌入式技術(shù)等，實現(xiàn)了 PC 機對家庭中的電燈的遠程控制。 整個設(shè)計包括以下幾項工作： (1) 了解物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等相關(guān)技術(shù)及發(fā)展狀況 (2) 實現(xiàn) ZigBee 燈光控制節(jié)點。 (3) 分析 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)體系，組建家庭 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)。 在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢下，智能家庭的發(fā)展也在不斷飛越。本設(shè)計僅做到了一些基礎(chǔ)性的工作。還有更多的工作需要進一步完善： (1) 接入更多的設(shè)備，控制更加復雜的電器，如空調(diào)、電視等具有較多的控制狀態(tài)。 (2) 上位機程序多樣化、界面人性化。 (3) 通信安全，在本設(shè)計中沒有使用任何加密等安全措施，在真實的智能家居系統(tǒng)里，這是不可或缺的。 (4) 設(shè)計中距離要求較短，不能貼近生活，若控制臺在手機上則更加能方便用戶進行遠距離的控制。 24 致 謝 25 參考文獻 [1]候冉冉，張亮 .關(guān)于智能家居系統(tǒng)的探討 [J].住宅智能化與節(jié)能， 20xx,4(2):37 [2]陳云，張華，張益平 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