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文檔簡介
1、-作者xxxx-日期xxxx物聯(lián)網(wǎng)智能窗簾設(shè)計【精品文檔】實習(xí)(實訓(xùn))報告名稱 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能窗簾控制系統(tǒng)設(shè)計2014年11 月24 日至 2014 年11 月 28 日共1 周學(xué)院(部) 電子信息工程學(xué)院 班 級 通信技術(shù) 姓 名 學(xué)院(部)負(fù)責(zé)人 系 主 任 指導(dǎo)教師 實習(xí)(實訓(xùn))任務(wù)書 名 稱:基于物聯(lián)網(wǎng)的智能窗簾控制系統(tǒng)設(shè)計起訖時間: 2014.11.248 學(xué)院(部): 電子信息工程學(xué)院 班級: 通信技術(shù) 指導(dǎo)教師: 學(xué)院(部)負(fù)責(zé)人: 1、 實習(xí)(實訓(xùn))目的和要求目的:(1)了解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的工作原理; (2)掌握CC2420模塊的收發(fā)原理; (3)了解uCOS系統(tǒng)的設(shè)計過程。要求
2、:(1)完成智能窗簾系統(tǒng)的組裝; (2)利用keil軟件完成系統(tǒng)編程 (3)通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)控制智能窗簾系統(tǒng)的運行。 2、 實習(xí)(實訓(xùn))內(nèi)容實訓(xùn)內(nèi)容:(1) 了解物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng),完成基于物聯(lián)網(wǎng)的智能窗簾控制系統(tǒng)的硬件組裝;(2) 掌握uCOS的移植和簡單編程;(3) 掌握cc2420的收發(fā)原理;(4) 利用keil軟件完成控制端和智能窗簾端的編程;(5) 下載軟件到開發(fā)系統(tǒng)板上,調(diào)試程序;(6) 能通過組建的網(wǎng)絡(luò),遠(yuǎn)程遙控智能窗簾的運行。三、實習(xí)(實訓(xùn))方式 集中 分散 校內(nèi) 校外4、 實習(xí)(實訓(xùn))具體安排第一天:布置設(shè)計任務(wù)及復(fù)習(xí)或?qū)W習(xí)方向;第二天:完成硬件連接,并熟悉軟件,開始程序的編寫;第
3、三天:調(diào)試程序;第四天:記錄實訓(xùn)結(jié)果,完成實訓(xùn)報告;第五天:上交實訓(xùn)報告,并現(xiàn)場演示物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。5、 實習(xí)(實訓(xùn))報告內(nèi)容(有指導(dǎo)書的可省略)第1章 概述 第2章 系統(tǒng)硬件組成第3章 系統(tǒng)設(shè)計第4章 系統(tǒng)測試第5章 總結(jié)【精品文檔】第一章 系統(tǒng)概述為了滿足智能家居的發(fā)展方向,使用戶充分感受智能家居環(huán)境的便利。智能窗簾是帶有一定自我反應(yīng)、調(diào)節(jié)、控制功能的電動窗簾。如根據(jù)室內(nèi)環(huán)境狀況自動調(diào)光線強度、空氣濕度、平衡室溫等,有智能光控、智能雨控、智能風(fēng)控三大突出的特點。該設(shè)計是基于現(xiàn)代化生活的高質(zhì)量需求而開發(fā)設(shè)計,使家用窗簾實現(xiàn)自動化智能化,使其具備感風(fēng)、感雨、感光的功能,并可隨著外界情況的變化來控制
4、窗簾的閉合,以達(dá)到對家居環(huán)境的保護(hù)?;谖锫?lián)網(wǎng)的智能窗簾控制系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)可以通過三個按鈕來分別實現(xiàn)對窗簾的開、關(guān)和停的操作。實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控智能窗簾的運行。也可以通過PC機的界面實現(xiàn)窗簾的控制。1.4 基本原理本次實訓(xùn)主要是靠無線傳感器來控制,基于zigbee的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),通過CC2420模塊來傳送接受數(shù)據(jù),從而完成對整個窗簾的控制。1.5 系統(tǒng)模塊(1)CC2420發(fā)送模塊; (2) E-WS-EC模塊;(3)ZIGBEE采集節(jié)點模塊;(4)ZIGBEE無線傳輸模塊。第二章 系統(tǒng)硬件組成2.1、協(xié)調(diào)器協(xié)調(diào)器CPU:采用TI公司LM3S9B96;CORTEX M3內(nèi)核;主頻為80MHz。所謂協(xié)調(diào)
5、器,就是網(wǎng)絡(luò)組織的管理者。針對一般的應(yīng)用模式,在一個Zigbee網(wǎng)絡(luò)形成之后,協(xié)調(diào)器不是必須的。它最主要的作用是,依據(jù)掃描情況,選擇一些合適參數(shù)建立一個網(wǎng)絡(luò)?;贑C2420的zigbee協(xié)調(diào)器具有結(jié)構(gòu)簡單、功耗低、成本低等特點。其包含天線、單片機芯片、窗簾控制智能模塊。、 CC2420模塊CC2420開發(fā)模塊采用CC2420芯片,可支持zigbee,IEEE802.15.4等開發(fā),提供兼容802.15.4的物理層和MAC層的協(xié)議棧及面向應(yīng)用層的接口,完全兼容TinyOS 1.x及以上版本,用戶可以基于TinyOS開發(fā)自己的WSN應(yīng)用。硬件圖如圖2-1。圖2-1 CC2420模塊、單片機芯片協(xié)
6、調(diào)器采用TI公司的LM3S9B96芯片,LM3S9B96是TI 公司的基于ARM Cortex-M3 的32位MCU,具有先前8位和16位MCU的價格成本,CPU工作頻率80MHz,100DMIPS性能,ARM Cortex-M3 System Timer (SysTick)定時器,片內(nèi)具有高達(dá)50MHz的256KB單周期閃存和96KB單周期SRAM,內(nèi)部的ROM加載StellarisWare軟件,具有擴展的外設(shè)接口和串行接口,目標(biāo)應(yīng)用在遙控監(jiān)視、POS銷售機、測試測量設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和交換、工廠自動化、HVAC和建筑物控制、游戲設(shè)備、運動控制、醫(yī)療設(shè)備、電源和交通運輸、防火和安全等。、天線對于
7、短距離無線通信設(shè)備(SRD,short range devices)來說,天線的設(shè)計關(guān)系到通信距離的問題。輻射模型、增益、阻抗匹配、帶寬、尺寸和成本等因素,會影響我們對于天線的選擇和設(shè)計。目前,國內(nèi)普通的ZigBee芯片均工作在頻段,也就是ISM頻段。工作于這個頻段的無線技術(shù)很多,常見的還有Bluetooth(藍(lán)牙),Wi-Fi(無線局域網(wǎng))等. 一般來說,在這個頻段,我們可以選擇的天線有PCB天線、Chip天線和Whip天線?;贑C2420的zigbee天線主要用于電磁波信號的發(fā)送和接收。2.2、采集節(jié)點采集節(jié)點采用TI公司LM3S811,CORTEX M3內(nèi)核;LM3
8、S811主頻為50 MHz;本實驗系統(tǒng)底板自帶兩個采集節(jié)點模塊,可擴展傳感器模塊。2.3、計算機(安裝有keil uVision4)Keil uVision4旨在提高開發(fā)人員的生產(chǎn)力,實現(xiàn)更快,更有效的程序開發(fā)。引入了靈活的窗口管理系統(tǒng),能夠拖放到視圖內(nèi)的任何地方,包括支持多顯示器窗口。使開發(fā)人員能夠使用多臺監(jiān)視器,并提供了視覺上的表面對窗口位置的完全控制的任何地方。新的用戶界面可以更好地利用屏幕空間和更有效地組織多個窗口,提供一個整潔,高效的環(huán)境來開發(fā)應(yīng)用程序。2-4 E-WS-EC模塊的電路原理圖用于接收控制命令及返回狀態(tài)信息。如果該模塊接收到控制命令則返回狀態(tài)信息,同時協(xié)調(diào)器指示燈會閃爍
9、;如果該模塊接收不到控制命令則不返回狀態(tài)信息,同時協(xié)調(diào)器指示燈也不會閃爍。同時觸摸屏上顯示“Communication failed!”。2.5、窗簾本身智能窗簾有如下特點:1、無線密碼遙控;2、半自動手動控制;3、環(huán)境亮度控制;4、時間自動控制;5、電機工作鳴響提示和整點報時功能。第三章 系統(tǒng)設(shè)計3.1 標(biāo)準(zhǔn)功能設(shè)計兩個協(xié)調(diào)器觸摸屏控制窗簾是在集成芯片的觸摸屏上設(shè)置按鍵,通過CC2420模塊發(fā)送數(shù)據(jù),然后通過兩個協(xié)調(diào)器采集和發(fā)送數(shù)據(jù),其系統(tǒng)設(shè)計硬件框圖如下所示:圖3-1 系統(tǒng)設(shè)計硬件 實現(xiàn)方式這個模塊的實現(xiàn)方式主要是依靠觸摸屏上的幾個觸摸按鈕:stop;close;open,這三個按鈕來實現(xiàn)
10、。 實現(xiàn)功能點擊觸摸屏上ElectricCurtain按鈕進(jìn)入窗簾控制界面。 點擊“open”按鈕,窗簾打開并持續(xù)動作; 點擊“stop”按鈕,窗簾停止動作; 點擊“close”按鈕,窗簾關(guān)閉并持續(xù)動作。 實現(xiàn)原理實現(xiàn)這一功能是依據(jù)源程序來實現(xiàn)的,具體程序如下:/define the ElectricCurtain panel and its elements/the elementsCircularButton(g_sCloseBtn, &g_sECPanel, 0, 0, &g_sKitronix320x240x16_SSD2119, 240, 72, 20, PB_STY
11、LE_FILL, ClrDarkBlue, ClrDarkGreen, 0, ClrWhite, &g_sFontCm12, "CLOSE", 0, 0, 0, 0, onCloseBtn);CircularButton(g_sStopBtn, &g_sECPanel, &g_sCloseBtn, 0, &g_sKitronix320x240x16_SSD2119, 160, 72, 20, PB_STYLE_FILL, ClrDarkBlue, ClrDarkGreen, 0, ClrWhite, &g_sFontCm12, &qu
12、ot;STOP", 0, 0, 0, 0, onStopBtn);CircularButton(g_sOpenBtn, &g_sECPanel, &g_sStopBtn, 0, &g_sKitronix320x240x16_SSD2119, 80, 72, 20, PB_STYLE_FILL, ClrDarkBlue, ClrDarkGreen, 0, ClrWhite, &g_sFontCm12, "OPEN", 0, 0, 0, 0, onOpenBtn);/the ElectricCurtain panelCanvas(g_s
13、ECPanel, 0, 0, &g_sOpenBtn, &g_sKitronix320x240x16_SSD2119, 0, 32, 320, 208, CANVAS_STYLE_FILL, ClrBlack, 0, 0, 0, 0, 0, 0);3.2 擴展功能設(shè)計 按鈕名稱 大小 顏色的改變程序:/define the Lamp panel and its elements/the elementsCircularButton(g_sLamp4Btn, &g_sLampPanel, 0, 0, &g_sKitronix320x240x16_SSD2119,
14、256, 72, 20, 大小 PB_STYLE_FILL, ClrDarkBlue, ClrDarkGreen, 0, ClrWhite, &g_sFontCm12, "LAMP4", 0, 0, 0, 0, onLamp4Btn);CircularButton(g_sLamp3Btn, &g_sLampPanel, &g_sLamp4Btn, 0, &g_sKitronix320x240x16_SSD2119, 192, 72, 20, PB_STYLE_FILL, ClrDarkBlue, ClrDarkGreen, 0, ClrWhi
15、te, &g_sFontCm12, "LAMP3", 0, 0, 0, 0, onLamp3Btn);CircularButton(g_sLamp2Btn, &g_sLampPanel, &g_sLamp3Btn, 0, &g_sKitronix320x240x16_SSD2119, 128, 72, 20, PB_STYLE_FILL, ClrDarkBlue, ClrDarkGreen, 0, ClrWhite, &g_sFontCm12, "LAMP2", 0, 0, 0, 0, onLamp2Btn);Ci
16、rcularButton(g_sLamp1Btn, &g_sLampPanel, &g_sLamp2Btn, 0, &g_sKitronix320x240x16_SSD2119, 64, 72, 20, PB_STYLE_FILL, ClrDarkBlue, ClrDarkGreen, 0, ClrWhite, &g_sFontCm12, "LAMP1", 0, 0, 0, 0, onLamp1Btn);結(jié)果: 大小變化 顏色變化 位置變化 按鈕增加程序:結(jié)果: 按鈕功能互換程序:結(jié)果: 增加按鈕程序: 結(jié)果:第四章 系統(tǒng)測試4.1 測試步驟
17、1、打開工程文件ModelControlIOTIOT.uvproj,下載至EL-IOT-實驗箱的協(xié)調(diào)器,復(fù)位,觸摸屏上將顯示IOT-ModelControl界面;2、打開工程文件ModelControlElectricCurtainElectricCurtain.uvproj,下載至EL-IOTM板卡,復(fù)位。3、將兩塊CC2420模塊分別插到EL-IOT-實驗箱和EL-IOTM板卡的相應(yīng)位置。4、將E-WS-EC模塊插到EL-IOTM板卡的相應(yīng)位置;5、將窗簾電機插座插到電源座上并通電。4.2 測試結(jié)果點擊右上方“窗簾”按鈕,進(jìn)入窗簾控制界面:圖4-2 窗簾控制界面點擊“OPEN”按鈕,窗簾打開并持續(xù)動作;點擊“STOP”按鈕,窗簾停止動作;點擊“CLOSE”按鈕,窗簾關(guān)閉并持續(xù)動作。第五章 實訓(xùn)總結(jié)這次實訓(xùn)的設(shè)計理念是在物聯(lián)網(wǎng)知識的基礎(chǔ)上,結(jié)合單片機的知識設(shè)計并制作遙控窗簾。通過協(xié)調(diào)器及相關(guān)模塊
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