物聯(lián)網(wǎng).NET開發(fā)（第二版） 課件 項(xiàng)目九 智能家居系統(tǒng)

智能家居系統(tǒng)任務(wù)1：智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建任務(wù)2：環(huán)境監(jiān)測(cè)及控制任務(wù)3：RFID門禁控制任務(wù)4：紅外報(bào)警及控制任務(wù)5：煙霧報(bào)警及控制項(xiàng)目九智能家居系統(tǒng)模擬實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)及風(fēng)扇、燈光聯(lián)動(dòng)控制、門禁刷卡控制、紅外報(bào)警及點(diǎn)陣聯(lián)動(dòng)控制、煙霧報(bào)警及語音聯(lián)動(dòng)控制。本項(xiàng)目通過唯眾物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，為智能家居提供解決方案。項(xiàng)目主要包括五個(gè)部分，分別為：智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建、環(huán)境監(jiān)測(cè)及控制、RFID門禁及控制、紅外報(bào)警及控制、煙霧報(bào)警及控制。唯眾物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，是一套基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用平臺(tái)。實(shí)訓(xùn)平臺(tái)融合C#應(yīng)用開發(fā)、Android應(yīng)用開發(fā)及單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)于一體，集成了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主要技術(shù)。基于平臺(tái)，通過C#語言，我們可以開發(fā)出各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件。項(xiàng)目引入理解物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的硬件組成及技術(shù)參數(shù)掌控WPF編程的基本方法掌握使用C#語言實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)傳感器數(shù)據(jù)的方法掌握使用C#語言實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)硬件啟動(dòng)及停止的方法學(xué)習(xí)目標(biāo)智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建：實(shí)現(xiàn)唯眾物聯(lián)網(wǎng)融合平臺(tái)環(huán)境搭建，客戶端通過瀏覽器訪問服務(wù)器網(wǎng)頁，以“新增項(xiàng)目”的方法在局域網(wǎng)中搭建無線網(wǎng)關(guān)連接實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)傳感器及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)及控制，“項(xiàng)目”創(chuàng)建成功后，會(huì)生成對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目編號(hào)ProjectId，智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建成功后，通過服務(wù)器地址和項(xiàng)目編號(hào)實(shí)現(xiàn)后續(xù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序開發(fā)。環(huán)境監(jiān)測(cè)及控制功能：實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)溫度傳感器及光敏傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)控制風(fēng)扇的打開和關(guān)閉，RGB燈的打開和關(guān)閉，用戶同時(shí)可以通過“打開風(fēng)扇”、“關(guān)閉風(fēng)扇”、“打開RGB燈”、“關(guān)閉RGB燈”實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制風(fēng)扇和RGB燈的打開和關(guān)閉，項(xiàng)目運(yùn)行主界面如圖9-1所示：項(xiàng)目描述RFID門禁及控制功能：實(shí)現(xiàn)RFID卡門禁控制，程序運(yùn)行首先通過“開卡”實(shí)現(xiàn)RFID房卡數(shù)據(jù)的識(shí)別，識(shí)別的數(shù)據(jù)作為有效房卡數(shù)值。開卡成功后，需要刷卡進(jìn)行驗(yàn)證，如果刷卡數(shù)據(jù)與開卡數(shù)據(jù)一致，則提示刷卡成功，同時(shí)打開風(fēng)扇模擬刷卡成功，否則提示刷卡失敗。項(xiàng)目運(yùn)行主界面如圖9-2所示：項(xiàng)目描述紅外報(bào)警及控制功能：項(xiàng)目運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)紅外傳感器數(shù)據(jù)，紅外監(jiān)測(cè)無人時(shí)，狀態(tài)顯示為“正常”，點(diǎn)陣初始顯示“正常”，如果紅外監(jiān)測(cè)到有人進(jìn)入，狀態(tài)變?yōu)椤坝腥诉M(jìn)入”，同時(shí)控制點(diǎn)陣循環(huán)顯示“有人進(jìn)入”，如果人離開，狀態(tài)顯示為“正常”,點(diǎn)陣恢復(fù)顯示“正?！保?xiàng)目運(yùn)行主界面如圖9-3所示：項(xiàng)目描述煙霧報(bào)警及控制功能：項(xiàng)目運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煙霧傳感器數(shù)據(jù)，煙霧監(jiān)測(cè)無煙霧或可燃?xì)怏w時(shí)，狀態(tài)顯示為“正?！?，如果監(jiān)測(cè)到有煙霧或可燃?xì)怏w，狀態(tài)顯示為“煙霧報(bào)警”,同時(shí)控制語音模塊重復(fù)發(fā)出報(bào)警聲“請(qǐng)注意煙霧報(bào)警”，如果煙霧或可燃?xì)怏w消失，語音模塊停止報(bào)警，狀態(tài)顯示為“正?！?，項(xiàng)目運(yùn)行主界面如圖9-4所示：項(xiàng)目描述任務(wù)1：智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建任務(wù)2：環(huán)境監(jiān)測(cè)及控制任務(wù)3：RFID門禁控制任務(wù)4：紅外報(bào)警及控制任務(wù)5：煙霧報(bào)警及控制工作任務(wù)任務(wù)描述

實(shí)現(xiàn)唯眾物聯(lián)網(wǎng)融合平臺(tái)環(huán)境搭建，客戶端通過瀏覽器訪問服務(wù)器網(wǎng)頁，以“新增項(xiàng)目”的方法在局域網(wǎng)中搭建無線網(wǎng)關(guān)連接實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)傳感器及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)及控制，“項(xiàng)目”創(chuàng)建成功后，會(huì)生成對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目編號(hào)ProjectId，智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建成功后，通過服務(wù)器地址和項(xiàng)目編號(hào)實(shí)現(xiàn)后續(xù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序開發(fā)。任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建1.唯眾物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要硬件設(shè)備：（1）節(jié)點(diǎn)底板：用來安裝傳感器及無線模塊。如圖9-5所示：知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建1.唯眾物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要硬件設(shè)備：（2）無線模塊：用來實(shí)現(xiàn)與無線網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)，連接傳感器與無線網(wǎng)關(guān)，如圖9-6所示：知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建1.唯眾物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主要硬件設(shè)備：（3）無線網(wǎng)關(guān):實(shí)現(xiàn)與無線模塊的組網(wǎng)功能，為應(yīng)用程序讀取數(shù)據(jù)及控制硬件提供支持，如圖9-7所示：知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建2.常用物聯(lián)節(jié)點(diǎn)UID在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中，為區(qū)別不同的物聯(lián)網(wǎng)傳感器節(jié)點(diǎn)，幫助應(yīng)用程序開發(fā)，為不同的節(jié)點(diǎn)分配固定的UID值，在程序開發(fā)中，調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫，通過不同的UID值對(duì)物聯(lián)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，常見物聯(lián)節(jié)點(diǎn)UID值如表9-1所示：知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建節(jié)點(diǎn)名稱UID溫濕度30008光敏30009可燃?xì)怏w30010人體紅外30011風(fēng)扇30012RFID30013門鎖30014電燈30015繼電器30016點(diǎn)陣30021RGB三色燈30018語音播放30023雨滴檢測(cè)300223.唯眾物聯(lián)網(wǎng)融合平臺(tái)知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建4.WPF窗體程序知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建WPF為WindowsPresentationFoundation的首字母縮寫，中文譯為“Windows呈現(xiàn)基礎(chǔ)”。WPF是微軟推出的基于Windows的用戶界面框架，是Windows操作系統(tǒng)中一次重大變革，它提供了統(tǒng)一的編程模型、語言和框架，真正做到了分離界面設(shè)計(jì)人員與開發(fā)人員的工作，WPF是基于DirectX引擎的，支持GPU硬件加速，在不支持硬件加速時(shí)也可以使用軟件繪制，同時(shí)它提供了全新的多媒體交互用戶圖形界面。4.WPF窗體程序知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建【例9-1】第一個(gè)WPF項(xiàng)目新建WPF項(xiàng)目跟新建Winform項(xiàng)目一樣，選擇文件—新建—項(xiàng)目—WPF應(yīng)用程序，選擇存儲(chǔ)位置，輸入名稱即可，如圖9-18所示：4.WPF窗體程序知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建【例9-1】第一個(gè)WPF項(xiàng)目點(diǎn)擊確定，進(jìn)入WPF窗口設(shè)計(jì)界面，如圖9-19所示：4.WPF窗體程序知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建【例9-1】第一個(gè)WPF項(xiàng)目新建的WPF項(xiàng)目會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)App.xaml和MainWindow.xaml文件,App.xaml用來設(shè)置Application，應(yīng)用程序的起始文件和資源及應(yīng)用程序的一些屬性和事件，app.xaml.cs是處理應(yīng)用程序的相關(guān)資源和事件,MainWindow.xaml是相應(yīng)的窗體文件,MainWindow.xaml.cs為窗體后臺(tái)代碼設(shè)計(jì)文件。我們向設(shè)計(jì)窗口中添加一個(gè)標(biāo)簽Lable控件，這時(shí)XAML代碼窗口會(huì)自動(dòng)在<Grid>到</Grid>間自動(dòng)生成標(biāo)簽Lable1代碼，設(shè)置Lable的Content屬性為“窗口一”，如圖9-20所示：4.WPF窗體程序知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建【例9-1】第一個(gè)WPF項(xiàng)目再向WPF項(xiàng)目中添加一個(gè)WPF窗口，使用默認(rèn)名稱Window1，如圖9-21所示：4.WPF窗體程序知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建【例9-1】第一個(gè)WPF項(xiàng)目向Window1中添加一個(gè)標(biāo)簽Lable1，設(shè)置Lable的Content屬性為“窗口二”。項(xiàng)目初始運(yùn)行窗口為MainWindow，如果修改App.xaml文件中StartupUri屬性值為StartupUri=“Window1.xaml”，項(xiàng)目運(yùn)行則顯示窗口Window1。運(yùn)行項(xiàng)目，效果如圖9-22所示：5.WPF窗體布局WPF窗體控件要求放在一個(gè)容器中，布局控件主要用來存放基本控件和其他容器控件，布局控件同時(shí)可能通過屬性設(shè)置內(nèi)容控件的位置及對(duì)齊方式。Grid布局控件為WPF窗體默認(rèn)添加的布局控件，Grid稱為“網(wǎng)格”，由行和列組成，如果沒有拆分行和列，默認(rèn)為一行一列，即一個(gè)單元格，一個(gè)單元格內(nèi)也可放多個(gè)控件，根據(jù)控件的Margin值確定控件的位置，如Margin=“128,126,0,0”，表示控件離單元格“左上右下”的距離。為了美化窗體，往往使用多行多列以及嵌套布局容器的方式設(shè)計(jì)窗體，并且Grid的行和列還可以象word中的表格一樣進(jìn)行合并。知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建5.WPF窗體布局【例9-2】使用Grid布局設(shè)計(jì)登陸窗口知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建新建一個(gè)WPF項(xiàng)目，設(shè)置window屬性為：Title=“登陸”Height=“300”Width=“400”，分別表示窗體的標(biāo)題，高度和寬度，使用一個(gè)五行三列的Grid進(jìn)行窗體布局，布局代碼如下：<Grid><Grid.RowDefinitions><RowDefinitionHeight="*"></RowDefinition><RowDefinitionHeight="40"></RowDefinition><RowDefinitionHeight="40"></RowDefinition><RowDefinitionHeight="40"></RowDefinition><RowDefinitionHeight="*"></RowDefinition></Grid.RowDefinitions><Grid.ColumnDefinitions><ColumnDefinitionWidth="80"></ColumnDefinition><ColumnDefinitionWidth="*"></ColumnDefinition><ColumnDefinitionWidth="40"></ColumnDefinition></Grid.ColumnDefinitions></Grid>5.WPF窗體布局【例9-2】使用Grid布局設(shè)計(jì)登陸窗口知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建繼續(xù)向窗體Grid網(wǎng)格中添加控件，設(shè)計(jì)代碼如下：<Grid><Grid.RowDefinitions><RowDefinitionHeight="*"></RowDefinition><RowDefinitionHeight="40"></RowDefinition><RowDefinitionHeight="40"></RowDefinition><RowDefinitionHeight="40"></RowDefinition><RowDefinitionHeight="*"></RowDefinition></Grid.RowDefinitions><Grid.ColumnDefinitions><ColumnDefinitionWidth="80"></ColumnDefinition><ColumnDefinitionWidth="*"></ColumnDefinition><ColumnDefinitionWidth="40"></ColumnDefinition></Grid.ColumnDefinitions><TextBlockGrid.Row="1"Grid.ColumnSpan="3"Text="唯眾物聯(lián)管理平臺(tái)2.0"TextAlignment="Center"FontSize="22"></TextBlock><TextBlockGrid.Row="2"TextAlignment="Right"VerticalAlignment="Center"Text="IP地址:"/><TextBoxGrid.Row="2"Grid.Column="1"Height="30"Name="txtName"Margin="100100"/><TextBlockGrid.Row="3"TextAlignment="Right"VerticalAlignment="Center"Text="項(xiàng)目ID:"/><TextBoxGrid.Row="3"Grid.Column="1"Height="30"Name="txtPwd"Margin="100100"/><StackPanelGrid.Row="4"Grid.Column="1"Orientation="Horizontal"><ButtonContent="連接"Width="70"Margin="30000"Height="30"Name="btnLogin"/><ButtonContent="退出"Width="70"Margin="30000"Height="30"Name="btnExit"/></StackPanel>

</Grid>5.WPF窗體布局【例9-2】使用Grid布局設(shè)計(jì)登陸窗口知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建運(yùn)行項(xiàng)目，窗體界面如圖9-24所示：5.WPF窗體布局【例9-3】WPF窗體的事件代碼知識(shí)引入任務(wù)1智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建WPF的事件代碼編寫類似于winform窗體，在窗體設(shè)計(jì)窗口中，雙擊“登陸”按鈕自動(dòng)生成登陸按鈕的Click事件代碼，編寫代碼如下：privatevoidbtnLogin_Click(objectsender,RoutedEventArgse){

try{vartask=httpClient.GetAsync("http://"+txtName.Text+":8080/wziot/wzIotApi/"+"getProjectState/"+txtPwd.Text);task.Result.EnsureSuccessStatusCode();HttpResponseMessageresponse=task.Result;varresult=response.Content.ReadAsStringAsync();stringresponseBodyAsText=result.Result;varjsonObject=JsonConvert.DeserializeObject<dynamic>(responseBodyAsText);if(jsonObject["msg"].Value=="查詢數(shù)據(jù)成功"){task=httpClient.GetAsync("http://"+txtName.Text+":8080/wziot/wzIotApi/"+"isCreateOfProject/"+txtPwd.Text);

task.Result.EnsureSuccessStatusCode();response=task.Result;result=response.Content.ReadAsStringAsync();responseBodyAsText=result.Result;jsonObject=JsonConvert.DeserializeObject<dynamic>(responseBodyAsText);if(jsonObject["msg"].Value=="該項(xiàng)目已生成"){MessageBox.Show("驗(yàn)證通過，歡迎登陸！");}elseMessageBox.Show("項(xiàng)目未生成！");}elseMessageBox.Show("參數(shù)有誤！");}catch{MessageBox.Show("參數(shù)有誤！");}}

privatevoidbtnExit_Click(objectsender,RoutedEventArgse){this.Close();}任務(wù)1

智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建任務(wù)實(shí)現(xiàn)操作演示唯眾物聯(lián)融合平臺(tái)通過局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的在線管理。WPF是微軟推出的基于Windows的用戶界面框架，它提供了統(tǒng)一的編程模型、語言和框架，實(shí)現(xiàn)界面設(shè)計(jì)人員與開發(fā)人員工作的分離。任務(wù)1

智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建任務(wù)小結(jié)任務(wù)描述環(huán)境監(jiān)測(cè)及控制實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)溫度傳感器及光敏傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)控制風(fēng)扇的打開和關(guān)閉，RGB燈的打開和關(guān)閉，當(dāng)監(jiān)測(cè)到室內(nèi)溫度高于28度，自動(dòng)控制打開風(fēng)扇，當(dāng)溫度低于28度，自動(dòng)控制關(guān)閉風(fēng)扇，當(dāng)監(jiān)測(cè)到光敏值高于150，自動(dòng)控制打開RGB燈，否則關(guān)閉RGB燈。用戶同時(shí)可以通過“打開風(fēng)扇”、“關(guān)閉風(fēng)扇”、“打開RGB燈”、“關(guān)閉RGB燈”實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制風(fēng)扇和RGB燈的打開和關(guān)閉。任務(wù)2

環(huán)境監(jiān)測(cè)及控制1.溫濕度傳感器溫濕度傳感器是把空氣中的溫濕度通過一定檢測(cè)裝置，測(cè)量到溫濕度后，按一定的規(guī)律變換成電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，用以滿足用戶需求。溫濕度傳感器是指能將溫度量和濕度量轉(zhuǎn)換成容易被測(cè)量處理的電信號(hào)的設(shè)備或裝置。市場(chǎng)上的溫濕度傳感器一般是測(cè)量溫度量和相對(duì)濕度量。2.光敏傳感器光敏傳感器是對(duì)外界光信號(hào)或光輻射有響應(yīng)或轉(zhuǎn)換功能的敏感裝置。光敏傳感器是利用光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長。光傳感器不只局限于對(duì)光的探測(cè)，它還可以作為探測(cè)元件組成其他傳感器。任務(wù)2環(huán)境監(jiān)測(cè)及控制知識(shí)引入任務(wù)2環(huán)境監(jiān)測(cè)及控制任務(wù)實(shí)現(xiàn)操作演示物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通過UID識(shí)別不同的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備控制包括自動(dòng)控制與手動(dòng)控制，在燒寫單片機(jī)程序時(shí)根據(jù)需要可使用“按鍵”、“變量”兩種方式進(jìn)行控制。任務(wù)小結(jié)任務(wù)2環(huán)境監(jiān)測(cè)及控制RFID門禁及控制模擬實(shí)現(xiàn)RFID卡門禁控制，程序運(yùn)行首先通過“開卡”實(shí)現(xiàn)RFID卡數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)作為有效房卡數(shù)值。開卡成功后，需要刷卡進(jìn)行驗(yàn)證，如果刷卡數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)的開卡數(shù)據(jù)一致，則打開風(fēng)扇模擬刷卡成功，否則表示刷卡驗(yàn)證失敗。任務(wù)描述任務(wù)3

RFID門禁控制RFID技術(shù)RFID（RadioFrequencyIdentification）技術(shù)，又稱無線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。射頻識(shí)別（RFID）是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。知識(shí)引入任務(wù)3

RFID門禁控制任務(wù)實(shí)現(xiàn)任務(wù)3

RFID門禁控制操作演示每個(gè)RFID標(biāo)簽都有唯一的編碼，通過編碼實(shí)現(xiàn)與房間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過繼電器打開風(fēng)扇模擬刷卡驗(yàn)證成功。任務(wù)小結(jié)任務(wù)3

RFID門禁控制項(xiàng)目運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)紅外傳感器數(shù)據(jù)，紅外監(jiān)測(cè)無人時(shí)，狀態(tài)顯示為“正?！?，點(diǎn)陣初始顯示“正常”，如果紅外監(jiān)測(cè)到有人進(jìn)