【導(dǎo)讀】統(tǒng)平臺(tái)以上位機(jī)對(duì)家庭中的電燈進(jìn)行控制實(shí)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)運(yùn)用VB、服務(wù)器(PC機(jī))、無(wú)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(guò)串口將上位機(jī)與。較強(qiáng)的實(shí)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(shuō)明：由于上位機(jī)一次發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)的多位的，在本設(shè)計(jì)中一次傳輸有三個(gè)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(guò)發(fā)送函數(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)送給終端節(jié)點(diǎn)。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(shí)協(xié)調(diào)器就等待下次數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送的請(qǐng)求。 家庭 控制中心 節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì) 終端節(jié)點(diǎn)是命令的執(zhí)行者，在整個(gè)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(diǎn)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(diǎn)，也可以作為終端設(shè)備。終端節(jié)點(diǎn)通常都處于休眠狀態(tài)，只有當(dāng)協(xié)調(diào)器傳來(lái)指令時(shí)．它就被激活．對(duì)傳來(lái)的指令進(jìn)行相應(yīng)的處理．處理完后又進(jìn)入到休眠狀態(tài)。 ZigBee終端節(jié)點(diǎn)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(kāi) 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(diǎn)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(shuō)明：在本設(shè)計(jì)中當(dāng)我們接收到從協(xié)調(diào)器發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)（根據(jù)協(xié)調(diào)器那邊的設(shè)置傳送來(lái)的數(shù)據(jù)有三個(gè)），我們根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前的任務(wù)，當(dāng)終端接收到數(shù)據(jù)后通過(guò)終端節(jié)點(diǎn)主芯片 CC2530的 。 上位機(jī)設(shè)計(jì) 界面設(shè)計(jì) 根據(jù)實(shí)際生活中對(duì)家用電器（電燈）的實(shí)際操作上位機(jī)設(shè)置了以下幾個(gè)按鈕如圖44。 開(kāi)關(guān)按鈕：用來(lái)控制電燈的工作狀態(tài)， 狀態(tài)查詢：用戶查詢當(dāng)前電燈的工作狀態(tài)，然后可以根據(jù)亮滅情況進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，打開(kāi) /關(guān)閉串口按鈕：連接 /斷開(kāi)上位機(jī)與協(xié)調(diào)器的連接，當(dāng)按下關(guān)閉串口后此按鈕顯示內(nèi)容就會(huì)變?yōu)榇蜷_(kāi)串口， 退出按鈕：用戶退出控制臺(tái)。 圖 44 控制臺(tái)界面 提供了 MSComm 通信控件實(shí)現(xiàn)串行接口發(fā)送數(shù)據(jù)所以在本設(shè)計(jì)中 上位機(jī)要與協(xié)調(diào)器采用了這種串口通信方式 ， 在 vb 下可通過(guò)下面方式創(chuàng)建連接在項(xiàng)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(rèn)值添加，這時(shí)控件欄中增加了個(gè)電話圖標(biāo)，這是增加后的串口通信控件。然后將這個(gè)控件布局到整個(gè)界面中，當(dāng)上位機(jī)程序運(yùn)行后不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)圖標(biāo)。按鈕是從控件中拖入界面中的。可以通過(guò)右鍵點(diǎn)擊按鈕在屬性欄中設(shè)置它的標(biāo)題方便用戶認(rèn)識(shí)到按鈕的作用。圖片可以通過(guò)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(shí)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(lái)電燈的工作狀態(tài)，本設(shè)計(jì)中采用了提示框顯示方式，提示框顯示內(nèi)容具有較強(qiáng)的典型性，更加容易讓用戶察覺(jué)，而一般使用的在編輯框中顯示則不具有這一特點(diǎn)。 (2)串口通信功能實(shí)現(xiàn)模塊 該模塊工作在通訊層，主要負(fù)責(zé)下行數(shù)據(jù)的發(fā)送，上行數(shù)據(jù)的接收等工作，在頁(yè)面布局中插入的 MSComm 控件，通過(guò)初始化它的波特率和端口號(hào)并且 上位機(jī)和協(xié)調(diào)器的波特率和端口號(hào)要完全一致，這樣他們就能夠建立通道進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。 上位機(jī)與協(xié)調(diào)器是通過(guò)串口來(lái)實(shí)現(xiàn)通信的，上位機(jī)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(jī)，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(shí)現(xiàn)上位機(jī)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(zhǎng)度 命令低字節(jié) 傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 校驗(yàn)和 (3)數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)模塊 當(dāng)用戶在控制臺(tái)操作時(shí)每當(dāng)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(lái)并將數(shù)據(jù)發(fā)送至協(xié)調(diào)器。 程序設(shè)計(jì) 應(yīng) 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(jī)系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)層次上來(lái)分，可分為兩層如圖 45 所示：第一層：應(yīng)用層。應(yīng)用層負(fù)責(zé)人機(jī)交換，響應(yīng)用戶的各種命令。第二層：通訊層。通信層負(fù)責(zé)將應(yīng)用層傳遞過(guò)來(lái)的配置無(wú)誤的發(fā)送到下位機(jī)設(shè)備，并接收下位機(jī)上傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，返回到應(yīng)用層。 串口初始化函數(shù)： if(!()) { (4)。//設(shè)置端口號(hào) (true)。//打開(kāi)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(shuō)明 :SetCommPort() 函 數(shù) 設(shè) 置 了 上 位 機(jī) 的 端 口 號(hào)， (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(yàn)位。不論串口初始化是否成功都彈出提示框來(lái)讓用戶了解上位機(jī)是否與協(xié)調(diào)器建立連接，方便用戶進(jìn)行下一步操作。 當(dāng)上位機(jī)與協(xié)調(diào)器建立連接過(guò)后用戶就可以通過(guò)操作控制臺(tái)來(lái)控制點(diǎn)燈的工作狀態(tài)，這就需要上位機(jī)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(shuō)明：首先創(chuàng)建了一個(gè)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?cè)O(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(huì)被舍棄。然后我們通過(guò)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(qiáng)制轉(zhuǎn)換后才能發(fā)送將這個(gè)值發(fā)送給協(xié)調(diào)器。 22 第 5 章 系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試 上位機(jī)測(cè)試 測(cè)試使用了虛擬串口驅(qū)動(dòng)軟件和串口調(diào)試助手。首先在虛擬串口驅(qū)動(dòng)軟件中將COM2 和 COM3 關(guān)聯(lián)起來(lái)，上位機(jī)使用的是 COM3，串口調(diào)試助手使用 COM2 當(dāng)上位機(jī)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(jī)測(cè)試截圖 此測(cè)試可以證明當(dāng)按下按鈕后將會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)，即上位機(jī)可以正常發(fā)送數(shù)據(jù)到指定端口。 ZigBee網(wǎng)絡(luò)測(cè)試 圖 52 協(xié)調(diào)器與控制終端測(cè)試截圖 通過(guò) USB 轉(zhuǎn)串口或其他串口連接到 PC 機(jī)。打開(kāi)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(guò)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)搭建成功。 系統(tǒng)整體測(cè)試 通過(guò)以上兩個(gè)模塊的測(cè)試已經(jīng)可以確定上位機(jī)可以與協(xié)調(diào)器通過(guò)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(diǎn)，接下來(lái)測(cè)試能否實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制電燈。 圖 53 系統(tǒng)總體測(cè)試 當(dāng)按下開(kāi)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(wú)線傳輸信號(hào)需要一定的時(shí)間。 經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，電燈的照此方法控制其開(kāi)關(guān)是可行的。當(dāng)然，本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中也存在一些不可避免的問(wèn)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(dāng) PC 與電燈距離過(guò)遠(yuǎn)時(shí)，通信質(zhì)量較差，然后是 CC2530 本來(lái)是可以用電池在支持供電的， 但是裝上電池后不能運(yùn)行，因?yàn)檫@個(gè)模塊在硬件上只能安裝一個(gè)電池，電壓無(wú)法支撐其工作，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用的是 USB 接口供電，造成了不能遠(yuǎn)距離的測(cè)試。 23 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)順應(yīng)國(guó)家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的號(hào)召，同時(shí)也是實(shí)驗(yàn)室研究的一部分。在本設(shè)計(jì)中，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)與智能家居相關(guān)技術(shù)進(jìn)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(jí)語(yǔ)言編程、嵌入式技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了 PC 機(jī)對(duì)家庭中的電燈的遠(yuǎn)程控制。 整個(gè)設(shè)計(jì)包括以下幾項(xiàng)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?fàn)顩r (2) 實(shí)現(xiàn) ZigBee 燈光控制節(jié)點(diǎn)。 (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(shì)下，智能家庭的發(fā)展也在不斷飛越。本設(shè)計(jì)僅做到了一些基礎(chǔ)性的工作。還有更多的工作需要進(jìn)一步完善： (1) 接入更多的設(shè)備，控制更加復(fù)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(jī)程序多樣化、界面人性化。 (3) 通信安全，在本設(shè)計(jì)中沒(méi)有使用任何加密等安全措施，在真實(shí)的智能家居系統(tǒng)里，這是不可或缺的。 (4) 設(shè)計(jì)中距離要求較短，不能貼近生活，若控制臺(tái)在手機(jī)上則更加能方便用戶進(jìn)行遠(yuǎn)距離的控制。 24 致 謝 25 參考文獻(xiàn) [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 .關(guān)于我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考與建議 [J].科技管理研究， 20xx， 11： 103106. 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