【正文】 圖 24 PC 端上位機(jī)圖標(biāo) 甘肅省第十屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽 15 圖 25 PC 端上位機(jī)界面 參考文獻(xiàn) [1] 瞿雷，胡咸斌 . zigbee 技術(shù)及應(yīng)用 . 北京：北京航空航天大學(xué)出版社； [2] 李文仲，段朝玉 . ZigBee 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)入門與實(shí)戰(zhàn) . 北京：北京航空航天大學(xué)出版社； [3]（美國(guó)） Reto Meier. 譯者：佘建偉，趙凱 . Android4 高級(jí)編程（第三版） . 北京：清華大學(xué)出版社； [4] 王小強(qiáng) . ZigBee 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社； [5] 紀(jì)晴，段培永，李連防 . 基于 ZigBee 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng) . 計(jì) 算機(jī)工程與設(shè)計(jì)； [6] 李興花 . Android 開發(fā)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)典 . 北京：清華大學(xué)出版社； [7] 李文仲 . ZigBee20xx/PRO 協(xié)議棧實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐 . 北京：北京航空航天大學(xué)出版社； [8] 張齊 .杜群貴 . 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù) 基于 C 語(yǔ)言編程 . 北京：電子工業(yè)出版社 [9] 韓超 .梁泉 . Android 系統(tǒng)原理及開發(fā)要點(diǎn)詳解 . 北京： 電子工業(yè)出版社 。 supportsscreens android:largeScreens=true android:normalScreens=true android:smallScreens=true android:anyDensity=true/ （三） PC 端上位機(jī)部分 PC 端上位機(jī)采用 C++編寫主要功能有連接路由器、建立 TCP 服務(wù)器、連接 ZigBee設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)、顯示收到的數(shù)據(jù)和繪制波形。上位機(jī)控制軟件的圖表及界面見圖 2圖 23。 甘肅省第十屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽 12 燈控制 制 燈控制 開始 Zigbee 系統(tǒng)初始化 是否接收到新數(shù)據(jù) 從接收到的數(shù)據(jù)中提取命令字 判斷命令字 SCT SFS SLE 燈控制 制 提取并判斷命令字 提取并判斷命令字 提取并判斷命令字 開窗 停止 關(guān)窗 關(guān)燈 開燈 開燈扇 關(guān)燈扇 發(fā)送返回指令 結(jié)束 0X31 31 0X33 31 0X32 31 0X30 31 0X31 31 0X30 31 0X31 31 圖 21 Zigbee 程序運(yùn)行框圖 甘肅省第十屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽 13 （二） Android 上位機(jī)部分 上 位機(jī)控制軟件是基于 JAVA 開發(fā)和調(diào)試，上位機(jī)控制軟件無(wú)線局域網(wǎng)與路由器連接，路由器再通過串口的方式與 ZigBee 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。在本次的 Zigbee 程序的主函數(shù)中，實(shí)現(xiàn)操作是靠調(diào)用子函數(shù)和子函數(shù)中的命令來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 使用 Zigbee 協(xié)議棧進(jìn)行開發(fā)的基本思路可以概括為一下三點(diǎn)： ① 用戶對(duì)于 Zigbee 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)過程就簡(jiǎn)化為應(yīng)用層的 C語(yǔ)言程序開發(fā)，用戶不需要深入研究繁雜的 Zigbee 協(xié)議棧； ② 對(duì)于 Zigbee 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)采集工作，只需要用戶在應(yīng)用層中加入對(duì)應(yīng)傳感器的讀取函數(shù)即可實(shí)現(xiàn)； ③ 如果考慮到節(jié)能，可以根據(jù)數(shù)據(jù)采集的周期進(jìn)行設(shè)定定時(shí)工作模式，定時(shí)時(shí)間到就喚醒 Zigbee 的終端節(jié)點(diǎn)，終端節(jié)點(diǎn)喚醒后，自動(dòng)采集傳感器數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送給路由器或者直接發(fā)送給協(xié)調(diào)器。 Zigbee 協(xié)議棧就是將各個(gè)層定義的協(xié)議都集合在一起 ，以函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)，并給用戶提供一些應(yīng)用層 API，供用戶調(diào)試使用。 甘肅省第十屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽 11 圖 19 WiFi 模塊設(shè)置結(jié)果 二、軟件程序設(shè)計(jì) （一） ZigBee 下位機(jī)部分 協(xié)議棧 協(xié)議定義的是一系列的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，通信雙方只需要共同按照這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)收發(fā)；協(xié)議棧是協(xié)議的具體實(shí)現(xiàn)形式，通俗的理解為用代碼實(shí)現(xiàn)的函數(shù)庫(kù)，以便于開發(fā)人員的調(diào)試工作。 甘肅省第十屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽 9 圖 15 打開運(yùn)行程序 圖 16 進(jìn)入管理員模式 ② 在管理員模式下輸入 ipconfig，用來(lái)查看當(dāng)前連接的無(wú)線局域網(wǎng)的 IP地址，如圖 1 18所示。 模塊的設(shè)置 ① 用電腦連接 WiFi 模塊 所形成的無(wú)線局域網(wǎng)，打開電腦的運(yùn)行程序，如圖 15所示。事實(shí)上 WIFI 是一個(gè)高頻 無(wú)線電 信號(hào)。 （四） WiFi 部分 的工作原理 WIFI 的全稱是 Wireless Fidelity，又稱為 標(biāo)準(zhǔn)， WiFi 的工作頻段是 通信頻段，可以實(shí)現(xiàn)基站與終端之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無(wú)線通信，鏈路層的核心是采用以太網(wǎng)協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)膶ぶ泛托ｒ?yàn)。 MQ9氣體傳感器對(duì)一氧化碳、甲烷、液化氣的靈敏度高，這種傳感器可檢測(cè)多種含一氧化碳及可燃性的氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本 傳感器。采用高低溫循環(huán)檢測(cè)方式低溫（ 加熱）檢測(cè)一氧化碳，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中一氧化碳?xì)怏w濃度增加而增大，高溫（ 加熱）檢測(cè)可燃?xì)怏w甲烷、丙烷并清洗低溫時(shí)吸附的雜散氣體。 回路電壓小于等于 15V、電壓： 5V 、輸出 TTL 信號(hào)、 LED 指示、雙信號(hào)輸出模擬 TT電平輸出 、模擬量輸出 0~5V 電壓，濃度越高電壓越高、輸出 TTL 的靈敏度可通過電位器調(diào)節(jié)。 MQ2氣體傳感器對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對(duì)天然氣和其它可燃蒸汽的檢測(cè)也很理想。甘肅省第十屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽 8 當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。 1%RH/年。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè) NTC 測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能 8位單片機(jī)相連接。 功能碼 FC 描述 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 01 查詢所有終端傳感器的數(shù)據(jù) 0 02 查詢單個(gè)終端上所有傳感器的數(shù)據(jù) 0 03 查詢單個(gè)終端上燈的狀態(tài) 0 04 查詢單個(gè)終端上 溫度和濕度 0 05 查詢單個(gè)終端上煙霧傳感器 0 06 查詢單個(gè)終端上人體感應(yīng)模塊 0 07 查詢單個(gè)終端上光敏傳感器 0 08 查詢單個(gè)終端上電動(dòng)窗簾 0 09 保留 0 0A 控制終端上燈 ,地址等于 FF 時(shí)控制所有終端上的燈， 1滅 0亮 1字節(jié) 0B 控制單個(gè)終端電動(dòng)窗簾 1字節(jié) 0C 外出模式，關(guān)閉所有設(shè)備并待機(jī) 1字節(jié) 0D 自己增加其它命令碼 0 注：協(xié)議中的命令及數(shù)據(jù)都是以 16進(jìn)制的形式發(fā)送和接收的。 圖 1— 4 ZigBee 組網(wǎng)形式 無(wú)線組網(wǎng)通信協(xié)議 （ 1） 查詢單個(gè)終端 報(bào)文組 成單元 開始 地址 功能碼 校樣碼 結(jié)束 字節(jié)數(shù) 1字節(jié) 2字節(jié) 1字節(jié) 1字節(jié) 1字節(jié) 描述 1A（：） 23（ ） 縮寫 SD ADDR FC XOR ED 響應(yīng)： 報(bào)文組 成單元 開始 地址 功能碼 數(shù)據(jù) 校驗(yàn)碼 結(jié)束 字節(jié)數(shù) 1字節(jié) 2字節(jié) 1字節(jié) n 字節(jié) 1字節(jié) 1字節(jié) 描述 1A（：） 23（ ） 縮寫 SD ADDR FC DA