物聯(lián)網(wǎng)工程與設(shè)計(jì)(共16頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上物聯(lián)網(wǎng)工程與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告姓名：滕 玲 班級(jí)：物聯(lián)1301 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師：張正華日期：2016.6.8 一、課程設(shè)計(jì)目標(biāo)任務(wù)1.1 課程的背景在計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)高速發(fā)展的今天,智能化、網(wǎng)絡(luò)化以超出想象的速度發(fā)展。當(dāng)今,世界上每一個(gè)事物都可能成為互聯(lián)網(wǎng)連接和溝通對(duì)象,物聯(lián)網(wǎng)也就作為一種新興技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng),智能終端可以為人們提供便捷的信息和決策服務(wù),除此之外,還可以通過(guò)個(gè)人設(shè)備及電腦獲得特定服務(wù)。智能家居的發(fā)展日新月異，用戶(hù)可以更加方便的管理家用電器，也可以進(jìn)行通信和信息的交流，從而使生活更加高效舒適。1.2 課程的目標(biāo)將ZigBee技術(shù)應(yīng)用到智能家居

2、當(dāng)中,實(shí)現(xiàn)對(duì)窗簾的智能控制,方便對(duì)居室窗簾的控制與調(diào)節(jié),提升了智能家居系統(tǒng)給用戶(hù)帶來(lái)的體驗(yàn)度，使生活更加舒適、方便、安全?；赯ig Bee技術(shù),應(yīng)運(yùn)CC2530芯片,完成了智能窗簾的光控、溫控等功能,并實(shí)現(xiàn)了對(duì)其的智能管理。1.3 課程設(shè)計(jì)任務(wù)物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)可以對(duì)機(jī)器、設(shè)備、人員進(jìn)行集中管理和智能控制，對(duì)于基于物聯(lián)網(wǎng)的窗簾控制系統(tǒng)的研究是非常必要的。我們可以根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成基于物聯(lián)網(wǎng)的窗簾控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。1.4 課程設(shè)計(jì)的意義此系統(tǒng)通過(guò)光敏傳感器采集室內(nèi)光線(xiàn)強(qiáng)度，zi

3、gbee模塊傳輸光強(qiáng)度信號(hào)并且控制窗簾的升降。該系統(tǒng)能夠不僅能夠根據(jù)室內(nèi)光強(qiáng)度自動(dòng)控制窗簾的升降，也可以通過(guò)上位機(jī)來(lái)控制，具有很多優(yōu)點(diǎn)： （1）經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,低成本。采用開(kāi)放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),支持多種產(chǎn)品,通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)降低成本。設(shè)備可以DIY或者專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì),推動(dòng)節(jié)能意識(shí)和控制。（2）方便容易。采用無(wú)線(xiàn)技術(shù)降低了運(yùn)行成本和鋪設(shè)電線(xiàn)的麻煩,采用全球2,4GHZ頻段簡(jiǎn)化了安裝和認(rèn)證的互操作性。（3）安全性高,保密性好。通過(guò)安裝無(wú)線(xiàn)傳感器監(jiān)測(cè)各種情況,遇到異常事件接收信號(hào)后自動(dòng)通知采用固定位加密個(gè)人信息,通過(guò)設(shè)備認(rèn)證保證鄰居網(wǎng)絡(luò)安全。（4）操作性強(qiáng)?？蛻?hù)可以選擇多種產(chǎn)品你滿(mǎn)足需求,將照明、安全、家用電器等集成控制,進(jìn)

4、行監(jiān)控。二、方案設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)基于技術(shù)的智能家居采集控制系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成,分別為遠(yuǎn)程用戶(hù)監(jiān)測(cè)、家庭控制器和家電控制節(jié)點(diǎn)。在無(wú)線(xiàn)智能家居系統(tǒng)中,采集和傳輸各種設(shè)備的數(shù)據(jù)和運(yùn)行信息是保證智能家居系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵?；谏鲜鲈O(shè)計(jì)思想,提出了智能家居數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框架,如圖所示整個(gè)系統(tǒng)采用的無(wú)線(xiàn)傳感器星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),由一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)組成,基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的形式完成數(shù)據(jù)的采集和信息的無(wú)線(xiàn)收發(fā)控制通過(guò)觸摸式工業(yè)平板電腦作為上位機(jī)向串口發(fā)送命令到協(xié)調(diào)器,協(xié)調(diào)器接收到命令信息后,分析并將命令再發(fā)送到受控的智能終端節(jié)點(diǎn)并控制其動(dòng)作,最終完成任務(wù)并返回終端狀態(tài)信息。各種設(shè)備

5、可在信息交互的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)互相操作,相互協(xié)作和遠(yuǎn)程控制的功能,因此系統(tǒng)具有萬(wàn)能聯(lián)動(dòng)的功能。本系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集終端、終端節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、遙控器和上位機(jī)五個(gè)部分。 1.數(shù)據(jù)采集終端數(shù)據(jù)采集終端主要完成家庭里的環(huán)境參數(shù)溫度、濕度、光照等諸多模擬量的采集和智能家電以及燈具的開(kāi)關(guān)量采集。各個(gè)采集模塊均與終端節(jié)點(diǎn)相連接,集成到一個(gè)板子上。 2. ZigBee終端節(jié)點(diǎn)ZigBee終端節(jié)點(diǎn)主要完成從數(shù)據(jù)采集終端接收數(shù)據(jù),并通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式發(fā)送接收到的數(shù)據(jù),或者接收協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制命令。 3. ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)起者,管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模,存儲(chǔ)有網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息,擔(dān)

6、當(dāng)入網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器的角色,主要任務(wù)就是組建和維護(hù)一個(gè)網(wǎng)絡(luò),收集網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息,通過(guò)串口把數(shù)據(jù)傳到上位機(jī)。 4. RF遙控器RF遙控器采用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)智能家居各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程智能控制,通過(guò)發(fā)送命令集來(lái)實(shí)施雙向通信。 5.上位機(jī)上位機(jī)主要用于接收協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)信息。主要功能就是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、接收和顯示,并作進(jìn)一步處理和顯示。2.2各部分功能設(shè)計(jì)2.2.1微控制器模塊本課題用了 TI 公司的 CC2530 芯片作為核心處理器模塊。CC2530 芯片釆用的是 2.4 GHz 的 SOC 片上系統(tǒng)，建立在基于標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的 IEEE802.15.4 之上的 Zig Bee 協(xié)議棧 Z-Stack。Z

7、-Stack 采用模塊化設(shè)計(jì)方法，是基于 Zig Bee 規(guī)范中的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，這樣防止用戶(hù)對(duì)協(xié)議找的關(guān)鍵部分誤改的可能性，也避免了用戶(hù)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中浪費(fèi)大量時(shí)間去讀一些與應(yīng)用實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)的代碼，在一定程度上加速了應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。它可以建立強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并且成本非常低。CC2530 結(jié)合了 RF 收發(fā)器的許多優(yōu)良性能，具有業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型 8051CPU，以及系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8k BRAM 和許多其它強(qiáng)大的功能。因?yàn)镃C2530 共有四種不同的閃存版本，并具有不同的運(yùn)行模式，所以它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)，而且運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間短的特點(diǎn)進(jìn)一步確保了非常的低能源消耗。CC2530 非

8、常適用于智能窗簾控制系統(tǒng)，該微控制器模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，完成對(duì)各個(gè)模塊的控制以及協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)也是組建智能家居內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。2.2.2 信號(hào)采集模塊光敏二極管接口電路，主要由光敏二極管和PCF8591 組成，PCF8591 主要由總線(xiàn)接口電路、寄存器、邏輯控制電路、比較器和驅(qū)動(dòng)電路等幾部分組成。光敏二極管將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)輸入到芯片 PCF8591 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過(guò) PCF8591 內(nèi)部I2C 總線(xiàn)，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)通過(guò)函數(shù)轉(zhuǎn)換得到能代表光強(qiáng)度的量，由 PCF8591 的第 15 腳送出，通過(guò)總線(xiàn)送到 CC2530 控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，達(dá)到對(duì)窗簾的開(kāi)關(guān)控制。2.3本

9、人設(shè)計(jì)部分 我主要負(fù)責(zé)完成ZigBee光照采集控制窗體界面功能實(shí)現(xiàn)。（1）MyWidget構(gòu)造方法：當(dāng)實(shí)例化MyWidget類(lèi)對(duì)象時(shí)，執(zhí)行MyWidget構(gòu)造方法，在構(gòu)造方法中，初始化各個(gè)狀態(tài)變量。（2）打開(kāi)串口方法：?jiǎn)螕舸蜷_(kāi)串口按鈕時(shí)，執(zhí)行打開(kāi)串口方法。首先通過(guò)主界面上的下拉列表框，選擇串口COM3，構(gòu)建串口對(duì)象，打開(kāi)串口，設(shè)置波特率，設(shè)置無(wú)奇偶校驗(yàn)位，設(shè)置數(shù)據(jù)位為8位，停止位1位，最后通過(guò)connect函數(shù)建立信號(hào)和槽函數(shù)關(guān)聯(lián)，使得當(dāng)串口緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)時(shí)，進(jìn)行readMyCom（）讀串口操作。（3）關(guān)閉串口方法：?jiǎn)螕絷P(guān)閉串口按鈕時(shí)，執(zhí)行關(guān)閉串口方法。在該方法中首先將打開(kāi)的串口對(duì)象進(jìn)行關(guān)閉操作

10、，然后將打開(kāi)串口按鈕變成可用狀態(tài)，串口名稱(chēng)、波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位和停止位的下拉列表框變成可用狀態(tài)。其他如控制燈光和窗簾打開(kāi)和關(guān)閉的按鈕變成不可用狀態(tài)。（4）讀串口方法：當(dāng)緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)時(shí)，進(jìn)行readMyCom（）讀串口操作。從串口讀出數(shù)據(jù)之后，首先判斷數(shù)據(jù)是否為空，當(dāng)不為空時(shí)，在判斷字符串是否以“0103”開(kāi)始，如果成立，則取0103的后面兩位字符表示光照度數(shù)據(jù)，在界面的控件中顯示出來(lái)，同時(shí)發(fā)出光照度信號(hào)，等待setlightlot（int）方法處理。（5）setlightlot（int）方法：setlightlot信號(hào)一旦發(fā)出之后，setlightlot槽接受到光照度響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行分析處理

11、。首先判斷收到的光照度的數(shù)值是否大于設(shè)定的初值，如果小于設(shè)定的光照度值，則通過(guò)串口向ZigBee協(xié)調(diào)器發(fā)出“297”指令，執(zhí)行打開(kāi)燈光和窗簾操作。如果大于設(shè)定的光照度值，則通過(guò)串口向ZigBee協(xié)調(diào)器發(fā)出“2A7”指令，執(zhí)行關(guān)閉燈光和窗簾操作。三、課題的研究現(xiàn)狀80年代初期，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,以家用電器為主導(dǎo)的住宅電子化概念被提出，開(kāi)始出現(xiàn)了住宅電子化的概念。80年代中期，將家用電器、通訊設(shè)備與安防設(shè)備各自獨(dú)立的功能集中到一個(gè)系統(tǒng)，形成了家居自動(dòng)化概念。標(biāo)志性事件就是世界第一幢智能大廈于年在美國(guó)康涅狄格州建成,次年日本東京也相繼建成智能大廈。80年代末，由于計(jì)算機(jī)、通信與信息技術(shù)的發(fā)展,

12、諸如美國(guó)的WISE HOME和歐洲的SMART HOME采用總線(xiàn)技術(shù),出現(xiàn)了如下商用系統(tǒng)方案：監(jiān)控、控制和管理家庭住宅內(nèi)各種通信、家電、安防設(shè)備,其他國(guó)家也陸續(xù)開(kāi)始廣泛應(yīng)用適應(yīng)各自國(guó)家的智能家居系統(tǒng)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，隨著數(shù)字化技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，智能化信息家電產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始步入社會(huì)和家庭。美國(guó)、德國(guó)、日本、加拿大、澳大利亞、新加坡等國(guó)家的智能家居如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)。世紀(jì)相交之際,智能家居的腳步開(kāi)始走進(jìn)中國(guó)。隨著人們觀念的轉(zhuǎn)變和現(xiàn)實(shí)的需求,國(guó)內(nèi)主要智能家居品牌諸如安居寶、索博、海爾家居等也開(kāi)發(fā)集成出了相應(yīng)的產(chǎn)品方案,積累了很多經(jīng)驗(yàn),占據(jù)了一定的市場(chǎng)份額。年上海世博會(huì)的成功舉辦,是有

13、史以來(lái)最大規(guī)模的智能家居宣傳與推廣活動(dòng)。2010上海世博會(huì)展示的“城市讓生活更美好”的智能家居場(chǎng)景到處都是,像日木館的各種機(jī)器人,上海聯(lián)合館的機(jī)器人表演炒菜,城市未來(lái)館展示的未來(lái)城市生活,思科館展示的“智能互聯(lián)生活”生活,國(guó)家電網(wǎng)館展示的智能電網(wǎng)與智能家居生活,“天下一家”展示的未來(lái)低碳智能生活,山東館展示海爾智慧家居生活等無(wú)一不在宣傳智能家居的美好生活。四、研究的內(nèi)容4.1 了解光敏傳感器的基本原理以及硬件設(shè)計(jì)方法光敏傳感器中最簡(jiǎn)單的電子器件是光敏電阻，它能感應(yīng)光線(xiàn)的明暗變化，輸出微弱的電信號(hào)，通過(guò)簡(jiǎn)單電子線(xiàn)路放大處理，可以控制LED燈具的自動(dòng)開(kāi)關(guān)。因此在自動(dòng)控制、家用電器中得到廣泛的應(yīng)用，

14、對(duì)于遠(yuǎn)程的照明燈具，例如：在電視機(jī)中作亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)，照相機(jī)種作自動(dòng)曝光；另外，在路燈、航標(biāo)等自動(dòng)控制電路、卷帶自停裝置及防盜報(bào)警裝置中等4.2 掌握光敏傳感器的驅(qū)動(dòng)方法4.3 了解步進(jìn)電機(jī)的基本原理以及硬件設(shè)計(jì)方法步進(jìn)電機(jī)是將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榛虻拈_(kāi)環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱(chēng)為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的和，從而達(dá)到調(diào)速的目

15、的。4.4 掌握步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方法4.5 掌握光敏傳感器網(wǎng)絡(luò)的搭建以及窗簾控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)方法4.6 掌握Z(yǔ)igbee光照采集、窗簾控制系統(tǒng)Qt人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)方法上位機(jī)主程序主要完成一些變量和控件的初始化,然后等待窗口數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送都是中斷程序完成的。上位機(jī)收到完整的數(shù)據(jù)包后,會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)包中的關(guān)鍵字進(jìn)行不同的處理。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),根據(jù)保存的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)計(jì)算中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的路徑,然后等待窗口數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送都是由中斷程序完成的。通信串口設(shè)置主要用于設(shè)置機(jī)與網(wǎng)絡(luò)控制器的串口通信參數(shù),包括串口端口的選擇,波特率,奇偶檢驗(yàn)位,數(shù)據(jù)位和停止位等。通過(guò)向串口發(fā)送命令來(lái)控制每個(gè)節(jié)點(diǎn),當(dāng)有意外發(fā)生時(shí),可以

16、通過(guò)緊急按鈕向控制中心求救。五、研究方法基于技術(shù)的智能家居采集控制系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成,分別為遠(yuǎn)程用戶(hù)監(jiān)測(cè)、家庭控制器和家電控制節(jié)點(diǎn)。在無(wú)線(xiàn)智能家居系統(tǒng)中,采集和傳輸各種設(shè)備的數(shù)據(jù)和運(yùn)行信息是保證智能家居系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。整個(gè)系統(tǒng)采用的無(wú)線(xiàn)傳感器星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),由一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)組成,基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的形式完成數(shù)據(jù)的采集和信息的無(wú)線(xiàn)收發(fā)控制通過(guò)觸摸式工業(yè)平板電腦作為上位機(jī)向串口發(fā)送命令到協(xié)調(diào)器,協(xié)調(diào)器接收到命令信息后,分析并將命令再發(fā)送到受控的智能終端節(jié)點(diǎn)并控制其動(dòng)作,最終完成任務(wù)并返回終端狀態(tài)信息。各種設(shè)備可在信息交互的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)互相操作,相互協(xié)作和遠(yuǎn)程控制的功能,因此系統(tǒng)具有萬(wàn)能

17、聯(lián)動(dòng)的功能。本系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集終端、終端節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、上位機(jī)四個(gè)部分。（1）數(shù)據(jù)采集終端主要完成家庭里的環(huán)境參數(shù)溫度、濕度、光照等諸多模擬量的采集和智能家電以及燈具的開(kāi)關(guān)量采集。各個(gè)采集模塊均與終端節(jié)點(diǎn)相連接,集成到一個(gè)板子上。（2）Zigbee終端節(jié)點(diǎn)主要完成從數(shù)據(jù)采集終端接收數(shù)據(jù),并通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式發(fā)送接收到的數(shù)據(jù),或者接收協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制命令。（3）Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)起者,管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模,存儲(chǔ)有網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息,擔(dān)當(dāng)入網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器的角色,主要任務(wù)就是組建和維護(hù)一個(gè)網(wǎng)絡(luò),收集網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息,通過(guò)串口把數(shù)據(jù)傳到上位機(jī)。（4）上位機(jī)主要用于接收協(xié)調(diào)

18、器節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)信息。主要功能就是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、接收和顯示,并作進(jìn)一步處理和顯示。六、研究過(guò)程（1）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)智能窗簾控制系統(tǒng)主要由微處理器模塊、光線(xiàn)感應(yīng)模塊、溫度濕度感應(yīng)模塊、用戶(hù)按鍵選擇模塊、信息 LED 顯示模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊六部分組成。通過(guò) Zig Bee 網(wǎng)絡(luò)，用戶(hù)可以用按鍵對(duì)居室內(nèi)的所有窗簾進(jìn)行集中管理和控制。當(dāng)系統(tǒng)沒(méi)有接收到到用戶(hù)的指令，處于默認(rèn)工作狀態(tài)時(shí)，可以通過(guò)光線(xiàn)采集，進(jìn)行自動(dòng)控制，完成窗簾的開(kāi)放與閉合，保障居室的舒適度。（2）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)微控制器模塊：CC2530 非常適用于智能窗簾控制系統(tǒng)，該微控制器模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，完成對(duì)各個(gè)模塊的控制以及協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的正

19、常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)也是組建智能家居內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。光敏感應(yīng)模塊：光敏二極管接口電路，主要由光敏二極管和PCF8591 組成，PCF8591 主要由總線(xiàn)接口電路、寄存器、邏輯控制電路、比較器和驅(qū)動(dòng)電路等幾部分組成。光敏二極管將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)輸入到芯片 PCF8591 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過(guò) PCF8591 內(nèi)部I2C 總線(xiàn)，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)通過(guò)函數(shù)轉(zhuǎn)換得到能代表光強(qiáng)度的量，由 PCF8591 的第 15 腳送出，通過(guò)總線(xiàn)送到 CC2530 控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，達(dá)到對(duì)窗簾的開(kāi)關(guān)控制。（3）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)CC2530 微控制器模塊主要完成對(duì)控制信號(hào)的接受與任務(wù)的執(zhí)行，并完成了與Zig Bee 智能網(wǎng)關(guān)進(jìn)行

20、通信的功能。當(dāng)程序初始化后進(jìn)行對(duì)控制信號(hào)的檢測(cè)，執(zhí)行用戶(hù)發(fā)來(lái)的命令，驅(qū)動(dòng)電正反轉(zhuǎn)進(jìn)行窗簾的開(kāi)關(guān)控制。若沒(méi)有檢測(cè)到用戶(hù)或者來(lái)自智能網(wǎng)管的信號(hào)，則進(jìn)入自動(dòng)模式，根據(jù)光線(xiàn)自動(dòng)調(diào)整窗簾的開(kāi)放與閉合，確保環(huán)境的舒適性。 Zigbee光照采集控制系統(tǒng)窗體界面功能的實(shí)現(xiàn)方法：定義和使用類(lèi)對(duì)象、Mywidget.cpp文件中方法的框架結(jié)構(gòu)、方法說(shuō)明（包括打開(kāi)串口方法、關(guān)閉串口方法、讀串口數(shù)據(jù)方法、setlightSlot方法、手動(dòng)模式選項(xiàng)處理方法、聯(lián)動(dòng)模式選項(xiàng)處理方法、手動(dòng)模式下燈光控制方法、手動(dòng)模式下的窗簾控制方法）。七、系統(tǒng)調(diào)試在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下通過(guò)測(cè)試，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于居室內(nèi)窗簾的自動(dòng)控制，根據(jù)溫濕度自行調(diào)節(jié)

21、窗簾的開(kāi)關(guān)，光照強(qiáng)度強(qiáng)時(shí)，窗簾關(guān)起，反之，濕度低時(shí)，窗簾關(guān)起，反之開(kāi)啟，并完成了智能窗簾節(jié)點(diǎn)與 Zig Bee智能網(wǎng)關(guān)的通信，可以通過(guò)接受用戶(hù)和智能網(wǎng)關(guān)的指令進(jìn)行調(diào)節(jié)。八、總結(jié)及體會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)星期多的改進(jìn),本系統(tǒng)最終調(diào)試成功,從總體方案的確定直到最后調(diào)試通過(guò),進(jìn)行了相關(guān)的理論知識(shí)的學(xué)習(xí),閱讀了大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的文獻(xiàn)資料,從各個(gè)單獨(dú)模塊設(shè)計(jì),到最后整體組合,前后經(jīng)過(guò)了大量的實(shí)驗(yàn),基本完成了方案的設(shè)計(jì)。本課題通過(guò)對(duì)智能家居數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā),主要取得了以下的成果在詳細(xì)分析了現(xiàn)有的各種家居數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的解決方案基礎(chǔ)上,針對(duì)目前的需求以及系統(tǒng)的特點(diǎn),提出了適合本系統(tǒng)的總體方案。分析了本系

22、統(tǒng)應(yīng)具有的功能,采用模塊化的設(shè)計(jì)思想劃分了系統(tǒng)的功能模塊。分成數(shù)據(jù)采集部分,數(shù)據(jù)傳輸部分以及控制中心部分,各部分通過(guò)基于巧標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)連接,實(shí)現(xiàn)了對(duì)家具各種數(shù)據(jù)的采集、智能化控制以及各種數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存。系統(tǒng)采用了基于標(biāo)準(zhǔn)的智能遙控器,為整個(gè)系統(tǒng)的控制提供了巨大的便利,推動(dòng)了智能家居遠(yuǎn)程控制的發(fā)展。本課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間以個(gè)人水平的限制,加上隨著研究工作的不斷深入,越發(fā)感到許多艱巨而有意義的內(nèi)容急需改進(jìn)和完成,下一步的工作個(gè)人認(rèn)為從以下幾方面展開(kāi)一是上位機(jī)界面不夠智能化和直觀化,系統(tǒng)實(shí)時(shí)性有待改進(jìn),今后準(zhǔn)備采用基于的嵌入式系統(tǒng)的處理器控制協(xié)調(diào)器,采用觸摸屏液晶屏作為人機(jī)界面。二是繼續(xù)深入研究印照明燈具

23、的調(diào)光系統(tǒng),重點(diǎn)在于恒流驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)。改善包括閃爍、發(fā)光不均勻、音頻噪聲以及閃動(dòng)等調(diào)光過(guò)程中遇到的問(wèn)題,為下一代照明系統(tǒng)應(yīng)用于智能家居系統(tǒng)中作出努力。三是智能家居遠(yuǎn)程控制,繼續(xù)深入研究基于標(biāo)準(zhǔn)的遙控器的設(shè)計(jì),使得整套系統(tǒng)更加智能、高效和便攜,為下一代遙控器應(yīng)用于智能家居系統(tǒng)中作出努力。在建立這樣一個(gè)平臺(tái)后,我們便一可以依照研究目的的不同,更改傳感器及應(yīng)用程序,為進(jìn)一步的摺能家居數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,真正的實(shí)現(xiàn)“物物相連,感知世界”。九、參考文獻(xiàn)1.吳培亞;王鋼;J;微型機(jī)與應(yīng)用;2012年08期2.童曉渝;房秉毅;張?jiān)朴?J;移動(dòng)通信;2010年09期3.陳耿新

24、;陳鴻彬;龔綠綠;J;自動(dòng)化與信息工程;2013年4.龔磊;劉向鳳;馮婷婷;J;廣東通信技術(shù);2012年12期06期5. 夏軍;唐民欽;A;廣西計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)2013年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集C;2013年6. 李志方;鐘洪聲;J;單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2011年09期7. 呂芳芳;佟國(guó)香;譚健;J;信息技術(shù);2014年06期8. 沈星星;D;南京郵電大學(xué);2011年十、部分實(shí)驗(yàn)代碼#include mydialog.h#include ui_mydialog.hMyDialog:MyDialog(QWidget *parent) : QDialog(parent), ui(new Ui:MyDialog

25、) ui-setupUi(this); ui-closeMyComBtn-setEnabled(false); /開(kāi)始“關(guān)閉串口”按鈕不可用 ui-btnCurtain-setEnabled(false); ui-btnLed-setEnabled(false); ui-rbtAuto-setEnabled(false); ui-rbtshoudong-setEnabled(false); connect(this,SIGNAL(setLight(),this,SLOT(setLightStates(); IsAuto=false; IsCurtain_on=false; IsLed_on=f

26、alse; ckLed=false; ckCurtain=false;MyDialog:MyDialog() delete ui;void MyDialog:on_openMyComBtn_clicked() QString portName = ui-portNameComboBox-currentText(); /獲取串口名 myCom = new Win_QextSerialPort(portName,QextSerialBase:EventDriven); /定義串口對(duì)象，并傳遞參數(shù)，在構(gòu)造函數(shù)里對(duì)其進(jìn)行初始化 isOpen=myCom-open(QIODevice:ReadWrite

27、); /打開(kāi)串口 if(ui-baudRateComboBox-currentText()=tr(9600) /根據(jù)組合框內(nèi)容對(duì)串口進(jìn)行設(shè)置 myCom-setBaudRate(BAUD9600); else if(ui-baudRateComboBox-currentText()=tr() myCom-setBaudRate(BAUD); if(ui-dataBitsComboBox-currentText()=tr(8) myCom-setDataBits(DATA_8); else if(ui-dataBitsComboBox-currentText()=tr(7) myCom-setD

28、ataBits(DATA_7); if(ui-parityComboBox-currentText()=tr(無(wú)) myCom-setParity(PAR_NONE); else if(ui-parityComboBox-currentText()=tr(奇) myCom-setParity(PAR_ODD); else if(ui-parityComboBox-currentText()=tr(偶) myCom-setParity(PAR_EVEN); if(ui-stopBitsComboBox-currentText()=tr(1) myCom-setStopBits(STOP_1);

29、else if(ui-stopBitsComboBox-currentText()=tr(2) myCom-setStopBits(STOP_2); myCom-setFlowControl(FLOW_OFF); myCom-setTimeout(500); connect(myCom,SIGNAL(readyRead(),this,SLOT(readMyCom();/信號(hào)和槽函數(shù)關(guān)聯(lián)，當(dāng)串口緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)時(shí)，進(jìn)行讀串口操作 ui-openMyComBtn-setEnabled(false); /打開(kāi)串口后“打開(kāi)串口”按鈕不可用 ui-closeMyComBtn-setEnabled(true)

30、; /打開(kāi)串口后“關(guān)閉串口”按鈕可用 ui-btnCurtain-setEnabled(true); ui-btnLed-setEnabled(true); ui-rbtAuto-setEnabled(true); ui-rbtshoudong-setEnabled(true); ui-baudRateComboBox-setEnabled(false); /設(shè)置各個(gè)組合框不可用 ui-dataBitsComboBox-setEnabled(false); ui-parityComboBox-setEnabled(false); ui-stopBitsComboBox-setEnabled(f

31、alse); ui-portNameComboBox-setEnabled(false);void MyDialog:on_closeMyComBtn_clicked() myCom-close(); ui-openMyComBtn-setEnabled(true); /關(guān)閉串口后“打開(kāi)串口”按鈕可用 ui-closeMyComBtn-setEnabled(false); /關(guān)閉串口后“關(guān)閉串口”按鈕不可用 ui-baudRateComboBox-setEnabled(true); /設(shè)置各個(gè)組合框可用 ui-dataBitsComboBox-setEnabled(true); ui-pari

32、tyComboBox-setEnabled(true); ui-stopBitsComboBox-setEnabled(true); ui-portNameComboBox-setEnabled(true); ui-btnCurtain-setEnabled(false); ui-btnLed-setEnabled(false); ui-rbtAuto-setEnabled(false); ui-rbtshoudong-setEnabled(false);/*作者：彭熙 滕玲 時(shí)間：2016年6月8號(hào) 功能：聯(lián)動(dòng)下窗簾燈光的自動(dòng)控制*/void MyDialog:readMyCom() QSt

33、ring str; int gz;/光照度 int yz;/閾值 / char *zf; /myCom-flush(); QByteArray temp = myCom-readAll();/調(diào)用readAll()函數(shù)，讀取串口中所有數(shù)據(jù)，在上面可以看到其返回值是QByteArray類(lèi)型。 str=QString(temp); gz=str.toInt();/轉(zhuǎn)換為int類(lèi)型，便于比較 / zf=str.toLatin1.data(); yz=ui-lightspinBox-text().toInt();/獲取閾值設(shè)置框中的閾值數(shù)據(jù) if(!str.isEmpty()/修改過(guò)，加入了聯(lián)動(dòng)，下窗

34、簾，燈光的分開(kāi)控制。 /狀態(tài)值，測(cè)試 ckLed=true; ckCurtain=true; if(gzbtnpic-setIcon(QPixmap(:/images/lightOn.png); ui-textBrowser-setPlainText(temp); if(IsAuto=true) if(ckLed=true) ui-btnLed-setIcon(QPixmap(:/images/ledOff.png); if(ckCurtain=true) ui-btnCurtain-setIcon(QPixmap(:/images/curtainOff.png); emit setLight

35、(true); else ui-btnpic-setIcon(QPixmap(:/images/lightOff.png); ui-textBrowser-setPlainText(temp); if(IsAuto=true) if(ckLed=true) ui-btnLed-setIcon(QPixmap(:/images/ledOn.png); if(ckCurtain=true) ui-btnCurtain-setIcon(QPixmap(:/images/curtainOn.png); emit setLight(false); void MyDialog:on_btnLed_clic

36、ked() if(!IsAuto) char a=227;/開(kāi)指令 char b=217;/關(guān)指令 if(!IsAuto) if(myCom-isOpen() if(!IsLed_on) myCom-write(a); ui-btnLed-setIcon(QPixmap(:/images/ledOn.png); IsLed_on = true; else myCom-write(a); ui-btnLed-setIcon(QPixmap(:/images/ledOff.png); IsLed_on = false; void MyDialog:on_btnCurtain_clicked() if(!IsAuto) char a=2A7;/開(kāi)指令 char b=297;/關(guān)指令 if(!IsAuto) if(myCom-isOpen() if(!IsCurtain_on) myCom-w