【正文】 員工信息查詢通過菜單欄操作菜。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(hào)或客戶區(qū)中的圓形圖案（○）對(duì)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。 “○”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。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)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。兩個(gè)側(cè)邊欄可以相互組合。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。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(duì) 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?duì) 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(duì)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(duì)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]。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(hào)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(hào)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(qǐng)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(tái)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。(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。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(hào)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(duì)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(duì)此信息進(jìn)行確認(rèn)。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(shí)LOGO FLOOR ROOM TEMP help_1 help_2物理意義定位節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)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(shí)收到廣播警報(bào)標(biāo)識(shí)help_1 和 help_2 分別代表單播警報(bào)標(biāo)識(shí)和廣播警報(bào)標(biāo)識(shí)，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。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(hào)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。 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。本系統(tǒng)中，Profile ID 定義為 0xC003，在這個(gè) Profile 中我們定義三種不同碩士學(xué)位論文36功能的設(shè)備，分別為定位節(jié)點(diǎn)設(shè)備，設(shè)備名字為 BlindNode；協(xié)調(diào)器設(shè)備，設(shè)備名為 Loc_coord；參考節(jié)點(diǎn)設(shè)備，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(duì)方已經(jīng)配置成功 [23]；（2）REQUEST_CONFIG（串 ID 0x0021）：請(qǐng)求配置串命令，用于配置參考節(jié)點(diǎn)的標(biāo)號(hào)，當(dāng)它的位置發(fā)生變化時(shí)，參考節(jié)點(diǎn)的標(biāo)號(hào)相當(dāng)于它的位置，可以通過該命令改變它的標(biāo)號(hào)，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(qǐng)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(qǐng)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]。第 4 章 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)35節(jié)點(diǎn)上電掃描信道 （ E D ）根據(jù)能量值 ， 選擇信道獲取 P A N I D組建網(wǎng)絡(luò)成功發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)上電主動(dòng)掃描選擇一個(gè)網(wǎng)絡(luò)修改 P A N I D 和信道與父節(jié)點(diǎn)相同發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求接受網(wǎng)絡(luò)加入請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)地址判斷分配網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)送入網(wǎng)響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)地址已用完發(fā)送連接失敗響應(yīng) 休眠成功加入網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器子節(jié)點(diǎn)父節(jié)點(diǎn)圖 44 ZigBee 組網(wǎng)算法流程圖 系統(tǒng) Profile 設(shè)計(jì)在前面第 3 章的介紹中，我們已經(jīng)知道了 Profile（模式）其實(shí)是面向某個(gè)應(yīng)用類別的協(xié)議、公約，是一個(gè)邏輯設(shè)備及其接口的描述集合。系統(tǒng)組成示意圖和通信方式如圖 43協(xié)調(diào)器參考節(jié)點(diǎn)定位節(jié)點(diǎn)無線連接 圖 43 ZigBee 無線傳感定位網(wǎng)絡(luò)組成示意圖及通信方式 ZigBee 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的組建圖 44 為 ZigBee 協(xié)議棧的組網(wǎng)流程圖，協(xié)調(diào)器掃描信道獲取空閑的信道，在選取自身網(wǎng)絡(luò)信道和 PAN ID 之后，組建個(gè)域網(wǎng)；部分協(xié)調(diào)器為了表示它的存在會(huì)在建立網(wǎng)絡(luò)會(huì)定時(shí)發(fā)送信標(biāo)幀來，而不主動(dòng)發(fā)送信標(biāo)幀的協(xié)調(diào)器則會(huì)在收到節(jié)點(diǎn)的主動(dòng)掃描請(qǐng)求的時(shí)候發(fā)送信標(biāo)幀。ZigBee 無線傳感定位網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都配有 CC2430 的 ZigBee 通信模塊，這些模塊是成都無線龍公司生產(chǎn)的長距離 ZigBee 模塊，根據(jù)之前的測試，兩個(gè)模塊之間通信距離能達(dá)到幾百米，但能夠接收到有效 RSSI 值的距離大約只有環(huán)境溫度采集功能上下行緊急呼救功能界面監(jiān)控考勤功能智能樓宇管理系統(tǒng)區(qū)域定位功能碩士學(xué)位論文3410 米左右，不過這樣的距離還是基本上能夠滿足系統(tǒng)的要求。（2）參考節(jié)點(diǎn)：作為大樓的標(biāo)尺，布置于固定的房間內(nèi)，用于指示定位節(jié)點(diǎn)具體位置，它的任務(wù)是統(tǒng)計(jì)定位節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包的 RSSI 值，再自身的位置標(biāo)號(hào)一起回傳給定位節(jié)點(diǎn)。由于樓宇內(nèi)部有眾多房間，分布不均，所以要在整個(gè)樓宇內(nèi)部布置多個(gè) ZigBee 無線傳感定位網(wǎng)絡(luò)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)大樓的全部覆蓋。整個(gè)系統(tǒng)各功能介紹如圖42 所示后臺(tái)監(jiān)控設(shè)備 第三級(jí)第 4 章 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)33 圖 42 系統(tǒng)的功能組成圖本章接下來的內(nèi)容將詳細(xì)介紹各功能模塊的設(shè)計(jì)。第二級(jí)為所有 GPRS 模塊組成的傳感網(wǎng)絡(luò)，協(xié)調(diào)器將接收到的信息通過 GPRS 模塊傳給后臺(tái)監(jiān)控設(shè)備；第三級(jí)為后臺(tái)監(jiān)控設(shè)備，后臺(tái)監(jiān)控設(shè)備可以通過GPRS 模塊遠(yuǎn)程監(jiān)控大樓內(nèi)部人員的情況。第 3 章 系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺(tái)29圖 32 TCPamp。UDP 測試工具圖 312 為 TCPamp。第 3 章 系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺(tái)27圖 310 協(xié)議分析儀界面 DTU 配置工具圖 311 為 GPRS 模塊的配置工具界面，在界面中，可以方便用戶對(duì) GPRS模塊進(jìn)行相應(yīng)的配置，用戶可以對(duì)模塊的工作模式、數(shù)據(jù)中心的 IP 地址和端口號(hào)、串口波特率、登陸密碼和授權(quán)用戶號(hào)碼等進(jìn)行配置 [22]。碩士學(xué)位論文26圖 39 ZigBee 模塊物理地址燒寫器 協(xié)議分析儀協(xié)議分析儀可以用來分析 協(xié)議，圖 310 為協(xié)議分析儀抓取到空中 數(shù)據(jù)包的界面，可以看到，該協(xié)議分析儀可以讓用戶清楚看到物理層、MAC 層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的詳細(xì)情況，剖析數(shù)據(jù)幀，也可以顯示數(shù)據(jù)包的信號(hào)強(qiáng)度及幀序列檢測是否正確。圖 38 為 IAR 的開發(fā)界面。 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境 編程開發(fā)環(huán)境 IAR本項(xiàng)目采用了 IAR 公司開發(fā)的 IAR Embedded Workbench 軟件開發(fā)平臺(tái)，IAR 公司是全球領(lǐng)先的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具和服務(wù)的供應(yīng)商， IAR Embedded Workbench (簡稱 EW) 的 C/C++交叉編譯器和調(diào)試器是目前世界上最完整、最容易使用的專業(yè)嵌入式應(yīng)用開發(fā)工具 [35]。TI/Chipcon ZigBee2022 協(xié)議棧如圖 37 所示。 ZigBee2022 協(xié)議棧ZigBee2022 規(guī)范是在 ZigBee2022 規(guī)范的基礎(chǔ)上進(jìn)行了全方位的改進(jìn)和提高，在高可靠性、低功耗和抗干擾性等方面有了全面的進(jìn)步。Profile 標(biāo)識(shí)符是在 ZigBee 協(xié)議中的主要枚舉量，每一個(gè)唯一的 Profile 標(biāo)識(shí)符定義了設(shè)備描述和串標(biāo)識(shí)符的一個(gè)聯(lián)合枚舉量，例如，對(duì) Profile 標(biāo)識(shí)符“1”存在一些被 16 位值描述的設(shè)備描述和一些被 16 位值描述的串標(biāo)識(shí)符，每一個(gè)串標(biāo)識(shí)符支持一些被 16 位值描述的屬性 [3]。在 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中，兩個(gè)設(shè)備之間通信的關(guān)鍵是統(tǒng)一一個(gè)第 3 章 系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺(tái)23Profile（模式） 。ZigBee 設(shè)備對(duì)象的功能包含：① 定義設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色（如協(xié)調(diào)器和中斷設(shè)備） ；②在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間建立安全機(jī)制；③發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，決定向它們提供何種應(yīng)用服務(wù)；④發(fā)起和響應(yīng)綁定請(qǐng)求。 應(yīng)用層概述ZigBee 應(yīng)用層框架包括應(yīng)用支持層（APS ） 、制造商定義的應(yīng)用對(duì)象和ZigBee 設(shè)備對(duì)象（ZDO） [3]。 ，而樹狀網(wǎng)的路由器為 FFD 。圖 36 ZigBee 三種組網(wǎng)方式星型網(wǎng)（Star）：所有節(jié)點(diǎn)