基于Arduino和AppInventor2的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

1、第 41卷第 6期 2014年 12月 25日 數(shù) 字 通 信 Digital Communication Vol 41, No6Dec252014DOI :103969/jissn1005-3824201406017基于 Arduino 和 AppInventor2的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)收稿日期 :20140815修回日期 :20140910王馨 1, 陳國(guó)平 2, 楊寧渝 2, 朱文超2(1重慶郵電大學(xué) 圖書(shū)館 , 重慶 400065; 2重慶郵電大學(xué) 電工理論與新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 , 重慶 400065摘 要 :最近十年 , 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) (wireless Sensor Networks

2、 , WSN 發(fā)展的速度越來(lái)越快 , 并廣泛應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測(cè) 、智能家居 、 智能交通等多個(gè)領(lǐng)域 。 現(xiàn)階段無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的核心關(guān)鍵是如何充分讓現(xiàn)有設(shè)備真正發(fā)揮自身作 用 ,物盡其用 。 提出了一種基于 Arduino 和 Google AppInventor2的物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)方案 。 該系統(tǒng)在現(xiàn)有 各種專(zhuān)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上 , 增加開(kāi)源 Arduino 硬件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)功能 ; Google AppInventor2則提供簡(jiǎn)單易用的人 機(jī)接口 。 該方案的兩個(gè)子模塊均具有低成本 , 兼容現(xiàn)有軟硬件系統(tǒng)和開(kāi)源自定義等特征 , 為物聯(lián)網(wǎng)的快速定制和 部署提供了新的參考 。關(guān)鍵詞 :W

3、SN ; Arduino ; AppInventor2中圖分類(lèi)號(hào) :TP2742文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :A文章編號(hào) :1005-3824(2014 06-0054-050引 言2009年 IBM 率先提出 “ 智慧地球 ” 的概念 , 為 我們描述出這樣一幅藍(lán)圖 :無(wú)論你身在何處 , 環(huán)境信 息能夠按需被處理和提供給你 ; 同時(shí) , 大至國(guó)家計(jì)算 中心的巨型機(jī) , 小至一個(gè)室內(nèi)電源插座或者電燈 , 它 們之間也能互聯(lián)互通 , 協(xié)同工作 , 即物聯(lián)網(wǎng) 。 為此針 對(duì)各種物理參數(shù)的感知和傳輸 , 存在多種基于特定 應(yīng)用目 標(biāo) 的 物 聯(lián) 網(wǎng) 無(wú) 線 傳 感 器 網(wǎng) 絡(luò)1-2:ZigBee ,Xbee 、 W

4、i-Fi 、 GPS、 藍(lán)牙等 。 從文獻(xiàn) 35來(lái)看 , 這 些無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)目前在電力監(jiān)測(cè) 、 新生兒監(jiān)測(cè) 、 礦 井監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域取得了眾多成功應(yīng)用 。 然而 , 隨之而 來(lái)的問(wèn)題是 , 針對(duì)紛繁復(fù)雜的多種協(xié)議和人機(jī)接口 , 是建立一套功能強(qiáng)大全新的系統(tǒng)還是具有兼容并包 的系統(tǒng) 。 基于前一思路 , 多家公司推進(jìn)力度非常大 :谷歌公司的 Nest , 蘋(píng)果公司的 HomeKit 等 , 這些公司 力圖在未來(lái)十至二十年成為標(biāo)準(zhǔn)的制定者 。另一個(gè)問(wèn)題是如何讓普通大眾參與新技術(shù)的開(kāi) 發(fā)和訂制應(yīng)用 。 正如 Symbian 與 Android 在智能手 機(jī)市場(chǎng)的競(jìng)賽 , 在電子信息領(lǐng)域 , 精英有領(lǐng)導(dǎo)

5、作用 , 但決定權(quán)在大眾 。 應(yīng)該讓 “ 高科技 ” 的物聯(lián)網(wǎng)成為 普通大眾可以參與的有趣活動(dòng) , 從而為物聯(lián)網(wǎng)的快 速定制和部署提供一種普適技術(shù)方案 。基于上述分析 , 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推廣的重點(diǎn)在于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) , 而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵在于解決 多協(xié)議共存和人機(jī)接口問(wèn)題 。 如何充分讓現(xiàn)有設(shè)備 真正發(fā)揮自身作用 , 物盡其用 , 并真正達(dá)到無(wú)線傳感 器網(wǎng)絡(luò)的多協(xié)議共存 , 便捷的物人相接目標(biāo)是目前 急需解決的核心問(wèn)題之一 。本文 研 究 了 一 種 基 于 開(kāi) 源 Arduino 和 Google AppInventor2為核心的物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān) 設(shè)計(jì)方案 。 兩個(gè)子模塊均具有低成本

6、 , 兼容現(xiàn)有軟 硬件系統(tǒng)和開(kāi)源自定義等特征 。1技術(shù)方案該技術(shù)方案由硬軟件 2個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成 :Arduino實(shí)現(xiàn)多協(xié)議無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)硬件架構(gòu) ; Google AppInventor2和 Arduino 共同實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)軟件系統(tǒng)和 人機(jī)功能 , 系統(tǒng)架構(gòu)如圖 1所示 。 其上方表示物聯(lián) 網(wǎng)可能采用的多種無(wú)線通信協(xié)議 , 如 Zigbee 、 Xbee 、 單片機(jī)控制為基礎(chǔ)的其它通信方案形成的多元化信 息采集無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 。 中間的 Arduino 連接各種 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) , 解決各個(gè)硬件標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一 、 協(xié)議無(wú)法兼容 的問(wèn)題 。 對(duì)各種多元化信息采集無(wú)線傳感器數(shù)據(jù)進(jìn) 行簡(jiǎn)單處理 、 融合之后 ,

7、 Arduino 采用 Wi-Fi 、 LAN 、 GPS/LTE、 藍(lán)牙等多種無(wú)線通信技術(shù)將信息傳遞 至云端或大型機(jī) (服務(wù)器 進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 和處理 , 并負(fù)責(zé)向人機(jī)介面終端機(jī)傳輸文本 、 音視頻 信息 。在圖 1下方表示通過(guò) AppInventor2用戶由手45圖 1WSN 系統(tǒng)架構(gòu)圖機(jī) 、 平板 、 筆記本等多種移動(dòng) (可穿戴 設(shè)備隨時(shí)隨 地地接收需要的信息 。 通信鏈路在家里可以通過(guò) WI-FI 、 藍(lán)牙 , 而在室外則通過(guò) GPS/LTE等 。2設(shè) 備基于技術(shù)方案 , 以下分別討論 3個(gè)主要設(shè)備的 性能特點(diǎn)和選擇理由 。21ArduinoArduino 來(lái)源于意大利的一個(gè)開(kāi)發(fā)

8、團(tuán)隊(duì) , 設(shè)計(jì)初 衷是開(kāi)發(fā)教學(xué)用的開(kāi)源電子原型平臺(tái) 。 在 2005年 制成第一批成品后 , Arduino 發(fā)展迅猛 , 于 2011年被 Google 選作標(biāo)準(zhǔn) , 可以直接接入到采用 Android 系 統(tǒng)的手機(jī)或平板電腦等各類(lèi)電子設(shè)備 。 英特爾則于 2013年 10月宣布 , 與 Arduino 達(dá)成合作協(xié)議 , 發(fā)布 了基于英特爾架構(gòu)全新兼容 Arduino 的可開(kāi)發(fā)電路 板 英特爾伽利略 (Intel Galileo 電路板 。 現(xiàn)在 , 越來(lái)越多的軟硬件開(kāi)發(fā)者使用 Arduino 來(lái)開(kāi)發(fā)自己 的創(chuàng)意項(xiàng)目 。從總體上來(lái)說(shuō) , Arduino 6是 1款簡(jiǎn)潔方便并且 使用靈活的通用

9、可編程輸入輸出端口開(kāi)源電子原型 平臺(tái) , 包含了 Arduino 各型硬件電子板和 Arduino IDE 軟件平臺(tái) 。從硬件上來(lái)看 , 通過(guò)兼容性極佳的各型電子板 , Arduino 區(qū)分了使用場(chǎng)景 , 為簡(jiǎn)單和復(fù)雜的項(xiàng)目均提 供了很好的硬件平臺(tái) 。 例如 5美元即可采購(gòu)到的 Arduino UNO 板采用了 ATmega328微處理器 , 提供 了豐富的硬件資源 , 包括 :14個(gè)可編程通用數(shù)字輸 入輸出口 (其中 6個(gè)可提供脈沖寬度調(diào)制 , 6個(gè)可 編程通用模擬輸入口 , USB 接口 , 電源接口 , 16MHZ 晶體 , 燒錄頭 , 復(fù)位按鈕等 。 豐富的擴(kuò)展接口保證了 Arduin

10、o 可以跟各種無(wú)線通信的硬件設(shè)備相連接 , 完 成網(wǎng)關(guān)功能 。從軟件上來(lái)看 , 開(kāi)源 Arduino IDE 擁有跨平臺(tái) 的兼容性 , 同時(shí)適用于 Windows 、 Max OS 和 Linux 。 其由 Java 、 Processing 、 avr-gcc 等開(kāi)源軟件寫(xiě)成 , 因其 界面人性化 , 語(yǔ)法簡(jiǎn)便 , 能方便的下載調(diào)試程序 , 強(qiáng) 大的內(nèi)置庫(kù)函數(shù) , 使得 Arduino 的程序開(kāi)發(fā)調(diào)試變 得簡(jiǎn)單高效 , 利于大眾化參與 。正是由于 Arduino 有如此多的優(yōu)勢(shì) , 特別是開(kāi) 放的源代碼和優(yōu)秀的軟硬件兼容性 , 對(duì)無(wú)線傳感器 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)融合和標(biāo)準(zhǔn)化等方面都有極大的幫助 。 2

11、2AppInventor2人機(jī)交互過(guò)程中最注重的品質(zhì)是可用性和用戶 友好性 , 而把當(dāng)今人手必備的手機(jī)作為交互過(guò)程中 使用的設(shè)備 , 無(wú)疑同時(shí)具備了這兩個(gè)品質(zhì) 。 安卓作 為市場(chǎng)占有率最高的手機(jī)操作系統(tǒng) , 其可開(kāi)發(fā)性和 強(qiáng)大的功能性都毋庸置疑 。 因此 , 我們選擇了安卓 手機(jī)應(yīng)用來(lái)進(jìn)行人機(jī)交互 。而開(kāi)發(fā)安卓手機(jī)應(yīng)用則采用了安卓系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) 公司 Google 推出的基于 Android 平臺(tái)的 AppInven-tor2手機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)軟件 。 其圖形化的界面設(shè)計(jì) , 人 性化的搭積木式程序編碼 , 在線式網(wǎng)頁(yè)云開(kāi)發(fā) , 為全 民編程帶來(lái)了一絲契機(jī) , 只有你富有創(chuàng)意 , 你即可隨 時(shí)隨地編寫(xiě)自

12、己的應(yīng)用 。 舊金山大學(xué)記事 稱 :“ Google 讓大眾成為應(yīng)用的生產(chǎn)者 ” ; 無(wú)線 雜志則 描寫(xiě)了 “ 編程普及的時(shí)代正在來(lái)臨 ” 。從類(lèi)型上講 , Google AppInventor2是一款可視 化的 , 人性化的在線網(wǎng)頁(yè)編程工具 , 也可以支持離線 化操作 , 用于在全 Android 平臺(tái)上搭建應(yīng)用 。 開(kāi)發(fā) 流程分為兩個(gè)步驟 , 首先使用基于 web 圖形化的界 面生成器來(lái)設(shè)計(jì)應(yīng)用的用戶界面 (外觀 ; 然后將部 件的 “ 代碼塊 ” 拼在一起 , 來(lái)定義應(yīng)用的行為 , 完成 應(yīng)用 。 AppInventor2利用可視化 “ 代碼塊 ” 語(yǔ)言的編 程方法 , 大大降低了為 A

13、ndroid 平臺(tái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的門(mén) 檻 , 利于大眾化參與 。23ZigBee最后簡(jiǎn)單介紹下現(xiàn)有的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用 最多 、 最具有代表性的物聯(lián)網(wǎng)傳感控制器 ZigBee 。 其是基于 IEEE802154工作組制定的低功耗個(gè)域 55第 6期 王 馨等 :基于 Arduino 和 AppInventor2的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì) 網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 , 為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)互聯(lián)互 通的國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn) 。 ZigBee 技術(shù)正是由此協(xié)議而來(lái)的 一種短距離 、 低功耗的雙向無(wú)線通信技術(shù) 。 ZigBee 技術(shù)的特點(diǎn)是低復(fù)雜度 , 自組織 , 低成本 , 低功耗 , 低 數(shù)據(jù)速率 , 近距離 。 ZigB

14、ee 技術(shù)的出現(xiàn)很好的推進(jìn) 了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 。3演示系統(tǒng)基于上述介紹的技術(shù)方案 , 我們已開(kāi)發(fā)出一個(gè)簡(jiǎn)單高效的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于演示 , 直觀地體現(xiàn)出 該方案的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 。 31系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本演示系統(tǒng)完整結(jié)構(gòu)如下圖 2所示 :其中 Zig-Bee 包括了終端節(jié)點(diǎn) 、 路由節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn) 3大 類(lèi) ,其功能為組建無(wú)線網(wǎng)絡(luò) , 采集和傳輸數(shù)據(jù) ; Ar-duino 連接上 ZigBee 網(wǎng)絡(luò) , 接收數(shù)據(jù) , 處理后由藍(lán)牙 發(fā)送至手機(jī) ; AppInventor2編寫(xiě)手機(jī)應(yīng)用 , 顯示和保 存采集的數(shù)據(jù) , 并可發(fā)送指令代碼來(lái)控制系統(tǒng) 。圖 2演示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖32ZigBee 網(wǎng)絡(luò)ZigBee

15、網(wǎng)絡(luò)中研究的重點(diǎn)是終端節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn) , 下面就工作流程分別進(jìn)行詳細(xì)描述 。終端節(jié)點(diǎn)選用了 DHT11溫濕度傳感器和 MQ-2煙霧傳感器來(lái)采集溫度 、 濕度和煙霧數(shù)據(jù) 。 其工作 流程框圖如下圖 3a 所示 :在節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)之后進(jìn)行設(shè)備 初始化 , 等待接收協(xié)調(diào)器發(fā)送的廣播并加入網(wǎng)絡(luò) , 成 功加入網(wǎng)絡(luò)之后開(kāi)始驅(qū)動(dòng)傳感器采集數(shù)據(jù)并打包發(fā) 送 , 發(fā)送成功則進(jìn)入休眠等待下一次數(shù)據(jù)采集 , 否則 會(huì)嘗試重新發(fā)送 。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)串口與 Arduino 進(jìn)行了連接 , 其工 作流程框圖如下圖 3b 所示 :同樣是啟動(dòng)之后進(jìn)行初 始化并建立網(wǎng)絡(luò) , 如果成功則廣播等待節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng) 絡(luò)或發(fā)送來(lái)數(shù)據(jù) , 若有網(wǎng)絡(luò)

16、內(nèi)終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)則接收并轉(zhuǎn)發(fā)給 Arduino 進(jìn)行處理 , 成功之后進(jìn) 入休眠等待下一個(gè)請(qǐng)求 。圖 3a 終端節(jié)點(diǎn)工作流程圖b 協(xié)調(diào)器工作流程圖33Arduino作為承上啟下的核心網(wǎng)關(guān) ,Arduino 的選用尤為 關(guān)鍵 , 相比于 2560和 Leonardo 等版型 , Arduino UNO 價(jià)格更為便宜 , 體積小巧且配置更為合理 , 因此更適 用于本次演示系統(tǒng) 。 Arduino UNO 通過(guò)串口連接 ZigBee 協(xié)調(diào)器 , 獲取網(wǎng)絡(luò)采集到的信息 , 配置藍(lán)牙模 塊與安卓手機(jī)通信 。 整套系統(tǒng)的硬件設(shè)備圖如下圖 4所示 :左側(cè)的設(shè)備 A 即為終端節(jié)點(diǎn)連接了 B 兩個(gè) 傳感器

17、 ; 右側(cè) D 為 Arduino UNO 配置了藍(lán)牙模塊并 連接了 C 協(xié)調(diào)器 。圖 4系統(tǒng)硬件設(shè)備圖使用藍(lán)牙作為連接用戶的設(shè)備優(yōu)勢(shì)在于 , 現(xiàn)在 的智能手機(jī)和筆記本電腦等各種移動(dòng)電子設(shè)備均有 提供藍(lán)牙 , 通用性和便捷性都極為優(yōu)越 , 同時(shí)價(jià)格也 十分低廉 。硬件選型連接完成 , 下面即是軟件編碼 。 Ar-duino IDE 強(qiáng)大的庫(kù)函數(shù)使得編程變得便利 :一行65數(shù) 字 通 信 第 41卷“ SoftwareSerial mySerial (10, 11 ; /X, TX ” 代碼 即可完成自定義串口 , 用于連接 ZigBee 協(xié)調(diào)器及藍(lán) 牙模塊 ; 一行 “ Serialwrite

18、 (mySerialread ( ; ” 代碼 即可完成各自定義串口設(shè)備的輸出工作 。 34AppInventor2本次監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安卓手機(jī)端應(yīng)用設(shè)計(jì)采用的是 Google AppInventor2, 設(shè)計(jì)功能為連接藍(lán)牙 , 顯示監(jiān) 測(cè)數(shù)據(jù) , 發(fā)送指令 , 以及保存監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 。 開(kāi)發(fā)過(guò)程分 為界面設(shè)計(jì)和 “ 代碼塊 ” 編程兩個(gè)部分 。首先來(lái)說(shuō)界面設(shè)計(jì) , 布局如圖 5a 所示 :中間的 Viewer 方框內(nèi)即為手機(jī)屏幕 , 屏幕第一行為功能按 鈕區(qū) , 依次為藍(lán)牙連接按鈕 , 數(shù)據(jù)保存按鈕以及藍(lán)牙 斷開(kāi)按鈕 ; 屏幕第二行為數(shù)據(jù)顯示區(qū) , 從 “ output :” 往下可以一直顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

19、 , 點(diǎn)擊 save 按鈕后提示 “ Data was saved” , 并在手機(jī)中保存一個(gè) Arduino_datatxt 文檔存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) ; 屏幕第三行為指令發(fā)送 區(qū) , 左邊的 TXT 方框用于輸入指令 , Send 按鈕按下 即發(fā)送 , 并會(huì)清空已發(fā)送的指令 ; 最后需要說(shuō)明的是 待使用的組件也需要在界面布局中拖入 , 如本應(yīng)用 中使用到的藍(lán)牙和時(shí)鐘組件 。然后來(lái)講 “ 代碼塊 ” 編程 , 圖形代碼如圖 5b 所 示 , 一條語(yǔ)句即為一個(gè) “ 代碼塊 ” , 只需將所需功能 的代碼 塊 拖 出 拼 接 在 一 起 , 即 可 完 成 模 塊 功 能 。 AppInventor2的

20、“ 代碼塊 ” 功能齊全 , 操作簡(jiǎn)便 , 例 如 , 圖片中部右側(cè)的發(fā)送藍(lán)牙指令的圖形代碼 :在界 面設(shè)計(jì)中將藍(lán)牙組件拖入待用后 , 就可以在代碼編 程界面的左側(cè)選框中拖選藍(lán)牙的 “ 塊代碼 ” ; 語(yǔ)句為 當(dāng) Send 按鈕被點(diǎn)擊時(shí) , 啟動(dòng)藍(lán)牙串口發(fā)送功能 , 發(fā) 送的文本設(shè)置為 TXT 方框內(nèi)輸入的指令 , 而后清空 TXT 方框 。圖 5a AppInventor2界面設(shè)計(jì)圖b AppInventor2圖形化代碼圖4結(jié) 果此次環(huán)境監(jiān)測(cè)演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè) ZigBee 終 端節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)連接多個(gè)傳感器 ,用于搜集環(huán)境中的溫 度 、 濕度 、 煙霧報(bào)警信息 ; 一個(gè) ZigBee 協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)

21、接 收終端節(jié)點(diǎn)無(wú)線發(fā)送而來(lái)的數(shù)據(jù)并由串口傳遞給 Arduino UNO ; 一個(gè) Arduino UNO 負(fù)責(zé)接收協(xié)調(diào)器串 口發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)并由藍(lán)牙與安卓手機(jī)通信 ; 一個(gè)安 卓手機(jī)負(fù)責(zé)接收藍(lán)牙數(shù)據(jù)并在屏幕上實(shí)時(shí)顯示 , 也 可通過(guò)發(fā)送指令來(lái)控制系統(tǒng) 。本系統(tǒng)中運(yùn)用了 IAEmbedded Workbench 軟 件來(lái)編寫(xiě)和調(diào)試 ZigBee 終端節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器的代碼 ; 運(yùn)用了 Arduino IDE 來(lái)編寫(xiě)和調(diào)試 Arduino UNO 的 代碼 ; 運(yùn)用了 Google AppInventor2來(lái)編寫(xiě)和調(diào)試安 卓手機(jī)端的應(yīng)用 。 最終經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室 , 寢室 , 樓道 , 曠 野等多處場(chǎng)景測(cè)試

22、, 整套系統(tǒng)均能穩(wěn)定地運(yùn)行 , 由安 卓手機(jī)端顯示數(shù)據(jù) 。其中 , 在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下 , 手機(jī)端監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如下圖 6所示 。 從圖中可以看到手機(jī)端顯示的溫度為 26, 濕度為 37, 無(wú)煙霧報(bào)警信息 , SSI(接收信號(hào)強(qiáng)度 為 54左右 。 在點(diǎn)擊了保存按鈕后 , 已在手機(jī)內(nèi)存 中保存了一個(gè) Arduino_datatxt 的文檔來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù) , 手機(jī)屏幕中對(duì)應(yīng)顯示了 “ Data was saved” 。 至此 , 整套演示系統(tǒng)完整地完成了設(shè)計(jì)功能 。圖 6手機(jī)應(yīng)用數(shù)據(jù)圖需要說(shuō)明的是 , 全套設(shè)備 (不含手機(jī) 的核算成75第 6期 王 馨等 :基于 Arduino 和 AppInventor2的

23、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)本大致為兩百元人民幣 , 開(kāi)發(fā)周期大致為一個(gè)月 , 低 廉的價(jià)格和精簡(jiǎn)的開(kāi)發(fā)周期使之非常適合大規(guī)模推 廣 。 本系統(tǒng)中所采用的兩個(gè)傳感器 (DHT11和 MQ 2 僅僅針對(duì)的是本演示系統(tǒng) , 在各個(gè)實(shí)際的應(yīng)用 場(chǎng)景中可任意增減各類(lèi)傳感器 , 加之 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)采 樣和傳輸間隔可以非常方便地更改 , 以適應(yīng)不同的 項(xiàng)目所需 , 達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)中各個(gè)場(chǎng)景均能適用的目的 。5結(jié) 論研究了一種基于 Arduino 和 Google AppInven-tor2為核心的物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)方 案 。 其核心優(yōu)勢(shì)在于成本低廉 , 開(kāi)發(fā)周期短 , 兼容現(xiàn) 有軟硬件系統(tǒng) , 開(kāi)源

24、自定義 , 通用性強(qiáng)且利于普及 。 結(jié)合 Arduino 、 AppInventor2和 ZigBee 構(gòu)建了完整的 環(huán)境監(jiān)測(cè)演示系統(tǒng) , 為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在多個(gè)網(wǎng)絡(luò) 間互聯(lián)互通和標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程提供了一個(gè)參考 。 進(jìn)一步 的工作應(yīng)該構(gòu)建種類(lèi)更多的 、 網(wǎng)絡(luò)更大的系統(tǒng)進(jìn)行 研究 。參考文獻(xiàn) :1王殊 , 閻毓杰 , 胡富平 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的理論及應(yīng)用 M 北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 , 20072LEE J S , SU Y W , SHEN C CA comparative study ofwireless protocols :Bluetooth , UWB , ZigBee , and W

25、i-Fi C /IECON200733rd Annual Conference of the IEEESl:IEEE , 2007:46-513ANBYA M F B , SALEHUDDIN M , HADISUPADMO S , et alWireless sensor network for single phase electricity monitoring system via Zigbee protocol C /Control, Sys-tems Industrial Informatics (ICCSII , 2012IEEE Con-ference onSl:IEEE ,

26、2012:261-2664Chen W , Nguyen S T , Coops , et alWireless trans-mission design for health monitoring at neonatal intensive care units C /AppliedSciences in Biomedical and Communication Technologies , 2009ISABEL 20092nd International Symposium onSl:IEEE , 2009:1-65謝曉佳 , 程麗君 , 王勇 基于 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的井下 人員跟蹤

27、 定位系 統(tǒng) J 煤 炭 學(xué) 報(bào) , 2007, 32(8 : 884-8886TATSIOPOULOS C , KTENA AA smart Zigbee based wireless sensor meter system C /Systems, Signals and Image Processing , 2009IWSSIP 200916th Internation-al Conference onSl:IEEE , 2009:1-4作者簡(jiǎn)介 :王 馨 (1976- , 女 , 四川自貢人 , 電子科技大學(xué)在讀工 程碩士 , 中學(xué)高級(jí)教師 , 主要從事電子工程領(lǐng)域研究 。Design of wireless sensor network gateway based on Arduino and AppInventor2WANG Xin 1, CHEN Guoping 2, YANG Ningyu 2, ZHU Wenchao 2(1Library , Chongqing University of Posts and Telecommunications , Chongqing 400065, PChina ;2Electrical Theory and New Technology Lab , Chongqing University of Posts and Te