基于ZigBee無(wú)線光照檢測(cè)

1、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：基于ZigBee光照檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)人員：學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：2015年4月 目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc418628428 目錄 PAGEREF _Toc418628428 h 2 HYPERLINK l _Toc418628429 摘 要 PAGEREF _Toc418628429 h I HYPERLINK l _Toc418628430 ABSTRACT PAGEREF _Toc418628430 h II HYPERLINK l _Toc418628431 1設(shè)計(jì)目

2、標(biāo) PAGEREF _Toc418628431 h 1 HYPERLINK l _Toc418628432 2設(shè)計(jì)內(nèi)容 PAGEREF _Toc418628432 h 1 HYPERLINK l _Toc418628433 3設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc418628433 h 3 HYPERLINK l _Toc418628434 4實(shí)驗(yàn)所需器材 PAGEREF _Toc418628434 h 3 HYPERLINK l _Toc418628435 5實(shí)驗(yàn)各個(gè)模塊的相關(guān)電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc418628435 h 3 HYPERLINK l _Toc418628436 5.1

3、 光照傳感器相關(guān)參數(shù)及特點(diǎn) PAGEREF _Toc418628436 h 3 HYPERLINK l _Toc418628437 5.2光照傳感器圖 PAGEREF _Toc418628437 h 4 HYPERLINK l _Toc418628438 5.3消息推送原理圖 PAGEREF _Toc418628438 h 5 HYPERLINK l _Toc418628439 6實(shí)驗(yàn)軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc418628439 h 5 HYPERLINK l _Toc418628440 6.1 基于java語(yǔ)言上位機(jī)控制程序： PAGEREF _Toc418628440 h 5 HY

4、PERLINK l _Toc418628441 6.2 ZigBee核心板下位機(jī)核心部分 PAGEREF _Toc418628441 h 9 HYPERLINK l _Toc418628442 6.3 安卓手機(jī)終端推送 PAGEREF _Toc418628442 h 11 HYPERLINK l _Toc418628443 7作品實(shí)物圖展示 PAGEREF _Toc418628443 h 12 HYPERLINK l _Toc418628444 8實(shí)驗(yàn)小組成員分工 PAGEREF _Toc418628444 h 16 HYPERLINK l _Toc418628445 9實(shí)驗(yàn)總結(jié) PAGERE

5、F _Toc418628445 h 16 HYPERLINK l _Toc418628446 10.小組成員評(píng)分 PAGEREF _Toc418628446 h 17ZigBee光照檢測(cè)摘 要隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，ZigBee技術(shù)以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)正在為我們提供更多優(yōu)質(zhì)便捷的技術(shù)成果。本課題研究的是基于ZigBee技術(shù)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種無(wú)線光照檢測(cè)的解決方案。設(shè)計(jì)以電腦控制端、智能手機(jī)終端、ZigBee技術(shù)、光照感應(yīng)器模塊等硬件模塊組成的光照檢測(cè)通知系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境光照的時(shí)時(shí)檢測(cè)，通知等功能。為對(duì)于環(huán)境光照的檢測(cè)提供了一種新思路，同時(shí)可以為將來(lái)智能家居的遙控設(shè)計(jì)提供一定的參考意義?！娟P(guān)鍵詞】ZigBe

6、e核心板 光照感應(yīng) ABSTRACT With the rise of the Internet of things, ZigBee technology with its unique advantage is to provide more quality and convenient for our technological achievements. This research is based on the ZigBee technology, design and implementation of a wireless light detection solution. The

7、 design of control terminal, computer terminal, intelligent mobile phone with ZigBee technology, light sensor hardware module and etc. the light detection notification system. Can always detect light on the environment, notification and other functions. As for the detection of light environment prov

8、ides a new way of thinking, and can provide some references for the future design of intelligent remote control Home Furnishing.key words ZigBee Light induction Wireless control1設(shè)計(jì)目標(biāo) 本次設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)PC端和智能手機(jī)終端對(duì)環(huán)境光照的時(shí)時(shí)檢測(cè)，報(bào)告。PC端控制軟件可以用java語(yǔ)言，對(duì)java串口控件要熟悉的掌握。同時(shí)要求學(xué)生對(duì)CC2530芯片編程和zigbee協(xié)議棧有相當(dāng)程度的理解以及熟練的應(yīng)用，安卓手機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)

9、使用java語(yǔ)言，熟悉ZigBee串口以及中斷的使用，會(huì)基本的C語(yǔ)言熟練掌握IAR FOR 8051軟件的使用與程序下載以及手機(jī)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。2設(shè)計(jì)內(nèi)容利用ZigBee核心板 ，光照傳感器，建立無(wú)線控制系統(tǒng)。自行設(shè)計(jì)光敏傳感器電路并配備ZigBee模塊，電腦，安卓用做終端設(shè)備，采用廣播方式接入到ZigBee協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境光照的時(shí)時(shí)感應(yīng)和對(duì)安卓手機(jī)的推送啟動(dòng)ZigBee核心板主控軟件，對(duì)光照時(shí)時(shí)檢測(cè)。并向電腦發(fā)生送光照狀態(tài)，單片機(jī)收到指令后進(jìn)行相關(guān)處理，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)給安卓推送信息 圖2.1 系統(tǒng)組成框圖3設(shè)計(jì)方案CC2530芯片做接收信息設(shè)備和控制設(shè)備。ZigBee終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器組網(wǎng)成功

10、通信。自制光照傳感器的電路(根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料的具體情況) 。上位機(jī)發(fā)送狀態(tài)。 4實(shí)驗(yàn)所需器材此處用CC2530芯片用作接收信息和控制芯片，實(shí)現(xiàn)環(huán)境光照時(shí)時(shí)檢測(cè)，推送，L298N驅(qū)動(dòng)模塊(驅(qū)動(dòng)電機(jī))光照感應(yīng)器ZigBee核心板和JLINK下載模塊及其相關(guān)的驅(qū)動(dòng)杜邦線若干，電池若干（最好是可以充電的）5實(shí)驗(yàn)各個(gè)模塊的相關(guān)電路設(shè)計(jì)5.1 光照傳感器相關(guān)參數(shù)及特點(diǎn)1、采用靈敏型光敏電阻傳感器2、比較器輸出，信號(hào)干凈，波形好，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，超過(guò)15mA3、配可調(diào)電位器可調(diào)節(jié)檢測(cè)光線亮度4、工作電壓3.3V-5V5、輸出形式 ：數(shù)字開(kāi)關(guān)量輸出（0和1）6、設(shè)有固定螺栓孔，方便安裝7、小板PCB尺寸：3.2cm

11、x 1.4cm8、使用寬電壓LM393比較器5.2光照傳感器圖圖5.2 光照傳感器圖說(shuō)明：1、光敏電阻模塊對(duì)環(huán)境光線最敏感，一般用來(lái)檢測(cè)周?chē)h(huán)境的光線的亮度，觸發(fā)單片機(jī)或繼電器模塊等； 2、模塊在環(huán)境光線亮度達(dá)不到設(shè)定閾值時(shí)，DO端輸出高電平，當(dāng)外界環(huán)境光線亮度超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，DO端輸出低電平； 3、DO輸出端可以與單片機(jī)直接相連，通過(guò)單片機(jī)來(lái)檢測(cè)高低電平，由此來(lái)檢測(cè)環(huán)境的光線亮度改變； 4、DO輸出端可以直接驅(qū)動(dòng)繼電器模塊，由此可以組成一個(gè)光控開(kāi)關(guān)。5.3消息推送原理圖說(shuō)明：終端節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)后，發(fā)送到協(xié)調(diào)器，然后協(xié)調(diào)器通過(guò)串口發(fā)送給Publisher，Publisher發(fā)布消息到代理服務(wù)器B

12、rkoer，消息代理服務(wù)器講消息發(fā)送到訂閱此主題的Subcribe。圖5.3 電路圖6實(shí)驗(yàn)軟件設(shè)計(jì) 6.1 基于java語(yǔ)言上位機(jī)控制程序：package Uart;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.text.DateFormat;import java.text.SimpleDateFormat;import java.util.Date;import java.util.Enumeration;import java.util.HashMap;import java.util.Hashtabl

13、e;import java.util.TooManyListenersException;import gnu.io.CommPortIdentifier;import gnu.io.PortInUseException;import gnu.io.SerialPort;import gnu.io.SerialPortEvent;import gnu.io.SerialPortEventListener;import gnu.io.UnsupportedCommOperationException;public class MyUart implements Runnable,SerialPo

14、rtEventListener/定義串口管理類(lèi) public static CommPortIdentifier portId = null; public static Enumeration portList = null;/枚舉類(lèi) /定義輸入流 InputStream inputStream = null; /定義輸出流 SerialPort serialPort = null; /定義一個(gè)讀的線程 Thread readThread = null; /定義日期時(shí)間對(duì)象 Date date = null; /定義D時(shí)間格式化類(lèi) DateFormat format = null; Stri

15、ng time = null; public static Hashtable msg = new Hashtable(); / public static void main(String args) / portList = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();/ while (portList.hasMoreElements() / portId = (CommPortIdentifier) portList.nextElement();/ if (portId.getPortType() = CommPortIdentifier.PORT_S

16、ERIAL) / /* 找Windows下的第一個(gè)串口*/ if (portId.getName().equals(COM4) / /if (portId.getName().equals(/dev/term/a)/*找Unix-like系統(tǒng)下的第一個(gè)串口*/ MyUart uart = new MyUart();/ / / / public MyUart() try /打開(kāi)一個(gè)串口serialPort = (SerialPort) portId.open(SimpleReadApp, 2000); catch (PortInUseException e) / TODO Auto-genera

17、ted catch blocke.printStackTrace(); try /*獲取串口的輸入流對(duì)象*/ inputStream = serialPort.getInputStream(); catch (IOException e) try /給串口添加監(jiān)聽(tīng) serialPort.addEventListener(this); catch (TooManyListenersException e) /串口有數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)，通知 serialPort.notifyOnDataAvailable(true); try /串口基本設(shè)置 serialPort.setSerialPortParams(

18、9600, SerialPort.DATABITS_8, SerialPort.STOPBITS_1, SerialPort.PARITY_NONE);/*設(shè)置串口初始化參數(shù)，依次是波特率，數(shù)據(jù)位，停止位和校驗(yàn)*/ catch (UnsupportedCommOperationException e) /創(chuàng)建讀線程對(duì)象 readThread = new Thread(this); /啟動(dòng)線程 readThread.start(); /msg的初始化 msg.put(time, 0); msg.put(numOfGroup, 8); msg.put(status, 0); /獲取當(dāng)前時(shí)間的函數(shù)

19、public void time() date = new Date(); format = new SimpleDateFormat(yyyy-MM-dd HH:mm:ss); time = format.format(date); /延時(shí)函數(shù)Overridepublic void run() / TODO Auto-generated method stub try Thread.sleep(2000); /線程休眠20000毫秒 catch (InterruptedException e) Overridepublic void serialEvent(SerialPortEvent e

20、vent) / TODO Auto-generated method stub switch(event.getEventType() case SerialPortEvent.BI:/*Break interrupt,通訊中斷*/ case SerialPortEvent.OE:/*Overrun error，溢位錯(cuò)誤*/ case SerialPortEvent.FE:/*Framing error，傳幀錯(cuò)誤*/ case SerialPortEvent.PE:/*Parity error，校驗(yàn)錯(cuò)誤*/ case SerialPortEvent.CD:/*Carrier detect，載波

21、檢測(cè)*/ case SerialPortEvent.CTS:/*Clear to send，清除發(fā)送*/ case SerialPortEvent.DSR:/*Data set ready，數(shù)據(jù)設(shè)備就緒*/ case SerialPortEvent.RI:/*Ring indicator，響鈴指示*/ case SerialPortEvent.OUTPUT_BUFFER_EMPTY:/*Output buffer is empty，輸出緩沖區(qū)清空*/ break; case SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE:/*Data available at the seria

22、l port，端口有可用數(shù)據(jù)。讀到緩沖數(shù)組，輸出到終端*/ byte readBuffer = new byte8; try while (inputStream.available() 0) /從輸入流讀取數(shù)據(jù) int numBytes = inputStream.read(readBuffer); /獲取當(dāng)前時(shí)間 time(); /msg清空 msg.clear(); /更新msg消息 msg.put(time, time); msg.put(numOfGroup,+(readBuffer0-48); msg.put(status, +(readBuffer2-48);/ System.out.print(time+: );/ System.out.print(msg.get(numOfGroup);/ /System.out.print(readBuffer0-48+ );/ /System.out.print(readBuffer1-48+ );/ System.out.print( );/ System.out.print(msg.get(status);/ /System.out.print(readBuffer3-48+ );/ System.out.print( );/