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物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)(參考版)

2024-11-11 18:18本頁面
  

【正文】 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)訪問接口以方便計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序開發(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)訪問接口以方便計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序開發(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 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)訪問接口以方便計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序開發(fā) ◎提供多種傳感器輸入接口:溫度、光敏、溫濕度、 CO2。如 圖 。 A 值在 30— 50 之間, N 值在 0— 30 之間,通過實(shí)驗(yàn), A 值的最佳范圍為 45— 49,N 值最佳范圍為 15— 25。 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,將對(duì)整個(gè)定位系統(tǒng)調(diào)試。 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)。 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。另外也可單擊黃顏色的小球查看節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。這里設(shè)置了 4 個(gè)參考節(jié)點(diǎn)。 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 。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。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。 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。 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。 圖 (定位)節(jié)點(diǎn) ZLocation 監(jiān)控軟件設(shè)置 打開軟件 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 無線定位實(shí)驗(yàn) 47 可以設(shè)置節(jié)點(diǎn)在沒有信號(hào)的時(shí)候在地圖上存在的時(shí)間。移動(dòng)模塊最好在參考節(jié)點(diǎn)構(gòu)建的范圍內(nèi)。 參照定位原理 圖 。 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,連接開發(fā)電源。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 PC 機(jī)軟件對(duì)其進(jìn)行修改。 系統(tǒng)功能強(qiáng)大,操作簡(jiǎn)單。 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)。 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)》 —ZigBee 無線定位實(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,再加上無線電定位功能,實(shí)現(xiàn)無線電定位,通過參數(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。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。 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。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。 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。 盲節(jié)點(diǎn):無線定位系統(tǒng)中移動(dòng)節(jié)點(diǎn),它通過已知參考節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)來計(jì)算自身坐標(biāo)值的節(jié)點(diǎn),是 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中的路由器。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)。 參考節(jié)點(diǎn):無線定位 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。 ZigBee 網(wǎng)關(guān):無線定位系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器, 通過 RS232 串口延長(zhǎng)線與 PC 相連。也可以通過 Inter 網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)短信遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)環(huán)境信息和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。 上海企想信息技術(shù)有限公司 38 激活前 激活后 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)》 —ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 39 燃?xì)馓綔y(cè) 100 關(guān)聯(lián)蜂鳴器報(bào)警界面 溫室大棚 模擬 應(yīng)用 溫室大棚 模擬應(yīng)用簡(jiǎn)介 采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可定時(shí)采集空氣溫度、空氣濕度、 CO2 濃度、 光照強(qiáng)度,土壤溫度和水分等,來獲得作物生長(zhǎng)的最佳條件,通過自動(dòng)調(diào)節(jié)溫室環(huán)境、實(shí)現(xiàn)溫室集約化、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程管理。同時(shí),也可以利用 GPRS 進(jìn)行短信控制與報(bào)警等。 圖 上海企想信息技術(shù)有限公司 34 第 3章 ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 智能家居模擬應(yīng)用 智能家居 模擬 應(yīng)用簡(jiǎn)介 物聯(lián)網(wǎng)智能家居模擬應(yīng)用系統(tǒng), 主要包括三個(gè)部分:家居安防系統(tǒng)、環(huán)境檢測(cè)與家電控制, 實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家電自動(dòng)控制、安防系統(tǒng)與報(bào)警、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。 CO2 傳感器數(shù)據(jù)采集實(shí)例 將 CO2 氣體傳感器 CHSMCO2連接在 ZigBee 傳感控制節(jié)點(diǎn)的氣體傳感器接口,發(fā)送指令進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w檢測(cè),并對(duì)采集結(jié)果進(jìn)行分析,如 圖 圖 。 可燃?xì)怏w傳感器數(shù)據(jù)采集實(shí)例 將 MQ5可燃?xì)怏w傳感器 CHSMMQ5 連 接在 ZigBee 傳感控制節(jié)點(diǎn)的氣體傳感器接口,發(fā)送指令進(jìn)行可燃?xì)怏w檢測(cè),并對(duì)采集結(jié)果進(jìn)行分析,如 圖 圖 。 煙霧傳感器數(shù)據(jù)采集實(shí)例 將 MQ2煙霧傳感器 模塊 CHSMMQ2 連 接在 ZigBee 傳感控制節(jié)點(diǎn)的氣體傳感器接口,發(fā)送指令 進(jìn)行煙霧 檢 測(cè),并 對(duì)采集 結(jié)果 進(jìn)行 分析,如 圖 圖 。 上海企想信息技術(shù)有限公司 26 圖 圖 外接光 敏傳感器 數(shù)據(jù)采集命令幀格式 PC發(fā)送請(qǐng)求 02 07 CB 01 00 D3 34 00 00 09 短地址 ADDR: 0x0001 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)》 —ZigBee 基礎(chǔ)控制與數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn) 27 終端節(jié)點(diǎn)號(hào): 0xD3,表示 傳感控制 節(jié)點(diǎn) ID: 0x0034, 表示讀取 外接光敏傳感器 或氣體傳感器 沒有數(shù)據(jù)負(fù)荷 PC接收數(shù)據(jù) 02 09 CB 01 00 D3 34 00 02 8C 31 0C 數(shù)據(jù): 0x318C 具體光照度參考光敏傳感器手冊(cè) 外接光照度數(shù)據(jù)采集實(shí)例 將 CHSMLS光敏傳感器 模塊 接在 ZigBee 傳感控制節(jié)點(diǎn) 氣 體傳感器接口, 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,并分析采集結(jié)果,如 圖 。 溫濕度傳感器采集濕度實(shí)例 發(fā)送濕度采集指令,并對(duì)采集結(jié)果進(jìn)行分析, 如 圖 圖 。 溫濕度傳感器采集 環(huán)境溫度實(shí)例 發(fā)送溫度采集指令,并對(duì)采集結(jié)果進(jìn)行分析,如 圖 圖 。 將 SHT10溫濕度傳感器模塊 CHSMSHT 連 接在 ZigBee 傳感控制節(jié)點(diǎn) 溫濕度 傳感器接口上 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 具體 DS18B20 采集溫度換算 方法 請(qǐng)參考前面?zhèn)鞲衅鹘榻B。 溫度傳感器數(shù)據(jù) 采集命令幀格式 PC發(fā)送溫度請(qǐng)求 02 07 CB 01 00 D3 30 00 00 09 短地址 ADDR: 0x0001 終端節(jié)點(diǎn)號(hào): 0xD3,表示 傳感控制 節(jié)點(diǎn) 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)》 —ZigBee 基礎(chǔ)控制與數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn) 21 ID: 0x0030, 表示讀取溫度 沒有數(shù)據(jù)負(fù)荷 PC接收溫度數(shù)據(jù) 02 09 CB 01 00 D3 30 00 02 A2 00 0C 數(shù)據(jù): 0x00A2,表示 +176。 PC接收數(shù)據(jù) 02 08 CB 01 00 D3 43 00 01 01 58 簡(jiǎn)單的將數(shù)據(jù)返回給 PC 繼電器輸出控制實(shí)例 圖 控制 干簧管 /按鍵實(shí)驗(yàn) 干簧管 /按鍵控制命令 幀格式 PC發(fā)送 數(shù)據(jù) 02 08 CB 01 00 D3 35 00 01 01 09 短地址 ADDR: 0x0001 上海企想信息技術(shù)有限公司 20 終端節(jié)點(diǎn)號(hào): 0xD3,表示傳感控制節(jié)點(diǎn) ID: 0x0035, 表示讀取干簧管 /按鍵 狀態(tài) 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度: 0x01 數(shù)據(jù)為定時(shí)器間隔,如果數(shù)據(jù)不等于 0x00,則節(jié)點(diǎn)打開干簧管 /按鍵控制 ,并定時(shí)發(fā)送狀態(tài); 如果數(shù)據(jù)等于 0x00,則關(guān)閉干簧管 /按鍵控制 PC接收數(shù)據(jù) 02 08 CB 01 00 D3 35 00 01 00 0C 簡(jiǎn)單將數(shù)據(jù)返回給 PC 干簧管 /按鍵控制實(shí)例 打開 干簧管 /按鍵控制,進(jìn)行 控制實(shí)驗(yàn),然后關(guān)閉,如 圖 。 圖 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)》 —ZigBee
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