基于ZigBee无线的光照检测

1、0加科孩歹茂HUBEIUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY计算机科学与技术学院ZigBee无线网络原理课程设计报告设计题目：基于ZigBee光照检测系统的设计设计人员：学号：学号：学号：学号：指导教师：2015年4月目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 目录2摘要IABSTRACTII HYPERLINK l bookmark8 1设计目标1 HYPERLINK l bookmark10 2设计内容1 HYPERLINK l bookmark12 3设计方案2 HYPERLINK l bookmark14 4实验所需器材3 HY

2、PERLINK l bookmark16 5实验各个模块的相关电路设计35.1光照传感器相关参数及特点35.2光照传感器图45.3消息推送原理图5 HYPERLINK l bookmark18 6实验软件设计56.1基于java语言上位机控制程序：56.2ZigBee核心板下位机核心部分96.3安卓手机终端推送11 HYPERLINK l bookmark20 7作品实物图展示12 HYPERLINK l bookmark22 8实验小组成员分工16 HYPERLINK l bookmark24 9实验总结16 HYPERLINK l bookmark26 10.小组成员评分17IZigBee

3、光照检测摘要随着物联网的兴起，ZigBee技术以其独有的优势正在为我们提供更多优质便捷的技术成果。本课题研究的是基于ZigBee技术，设计和实现了一种无线光照检测的解决方案。设计以电脑控制端、智能手机终端、ZigBee技术、光照感应器模块等硬件模块组成的光照检测通知系统。实现对环境光照的时时检测，通知等功能。为对于环境光照的检测提供了一种新思路，同时可以为将来智能家居的遥控设计提供一定的参考意义。【关键词】ZigBee核心板光照感应IIABSTRACTWiththeriseoftheInternetofthings,ZigBeetechnologywithitsuniqueadvantagei

4、stoprovidemorequalityandconvenientforourtechnologicalachievements.ThisresearchisbasedontheZigBeetechnology,designandimplementationofawirelesslightdetectionsolution.Thedesignofcontrolterminal,computerterminal,intelligentmobilephonewithZigBeetechnology,lightsensorhardwaremoduleandetc.thelightdetection

5、notificationsystem.Canalwaysdetectlightontheenvironment,notificationandotherfunctions.Asforthedetectionoflightenvironmentprovidesanewwayofthinking,andcanprovidesomereferencesforthefuturedesignofintelligentremotecontrolHomeFurnishing.keywordsZigBeeLightinductionWirelesscontrolZigBee无线网络原理课程设计报告：基于7ig

6、Bee光照检测的设计 1设计目标本次设计要求实现PC端和智能手机终端对环境光照的时时检测，报告。PC端控制软件可以用java语言，对java串口控件要熟悉的掌握。同时要求学生对CC2530芯片编程和zigbee协议栈有相当程度的理解以及熟练的应用，安卓手机软件的开发使用java语言，熟悉ZigBee串口以及中断的使用，会基本的C语言熟练掌握IARFOR8051软件的使用与程序下载以及手机软件开发环境。2设计内容利用ZigBee核心板，光照传感器，建立无线控制系统。自行设计光敏传感器电路并配备ZigBee模块，电脑，安卓用做终端设备，采用广播方式接入到ZigBee协调器网络，实现对环境光照的时时

7、感应和对安卓手机的推送启动ZigBee核心板主控软件，对光照时时检测。并向电脑发生送光照状态，单片机收到指令后进行相关处理，并通过网络给安卓推送信息H|W协调器(通过串口将数据发送给消息代理服务器(Broker)采集鬻终端J日廿日客户端Android客户端图2.1系统组成框图3设计方案(1)CC2530芯片做接收信息设备和控制设备。(2)ZigBee终端设备和协调器组网成功通信。(3)自制光照传感器的电路(根据实验材料的具体情况)上位机发送状态。4实验所需器材此处用CC2530芯片用作接收信息和控制芯片，实现环境光照时时检测，推送,L298N驱动模块（驱动电机）（1）光照感应器（2）ZigBe

8、e核心板和JLINK下载模块及其相关的驱动（3）杜邦线若干，电池若干（最好是可以充电的）5实验各个模块的相关电路设计5.1光照传感器相关参数及特点1、采用灵敏型光敏电阻传感器2、比较器输出，信号干净，波形好，驱动能力强，超过15mA3、配可调电位器可调节检测光线亮度4、工作电压3.3V-5V5、输出形式：数字开关量输出（0和1）6、设有固定螺栓孔，方便安装7、小板PCB尺寸：3.2cmx1.4cm8、使用宽电压LM393比较器5.2光照传感器图15.2光照传感器图注：电源极性不能接反,否则有可能将芯片烧坏,开关信号指示灯亮时输出低电平”不亮输出高电平,输号输岀的电平接近于电源I说明:1、光敏电

9、阻模块对环境光线最敏感，一般用来检测周围环境的光线的亮度，触发单片机或继电器模块等；2、模块在环境光线亮度达不到设定阈值时，DO端输出高电平，当外界环境光线亮度超过设定阈值时，DO端输出低电平；3、DO输出端可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境的光线亮度改变；4、DO输出端可以直接驱动继电器模块，由此可以组成一个光控开关。5.3消息推送原理图Publish&rPublisherEstockquots/cstockquQtes.;_onne；JMyCtf_说明：终端节点采集数据后，发送到协调器，然后协调器通过串口发送给Publisher发布消息到代理服务器Brkoer,

10、消息代理服务器讲消息发送到订阅此主题的Subcribe。stockquotas/AcmePublisher,Subscriberstoekquotes11Subscriberstockquote?/材图5.3电路图6实验软件设计6.1基于java语言上位机控制程序:packageUart;importjava.io.IOException;importjava.io.InputStream;importjava.text.DateFormat;importjava.text.SimpleDateFormat;importjava.util.Date;importjava.util.Enumer

11、ation;importjava.util.HashMap;importjava.util.Hashtable;importjava.util.TooManyListenersException;importgnu.io.CommPortIdentifier;importgnu.io.PortInUseException;importgnu.io.SerialPort;importgnu.io.SerialPortEvent;importgnu.io.SerialPortEventListener;importgnu.io.UnsupportedCommOperationException;p

12、ublicclassMyUartimplementsRunnable,SerialPortEventListener/定义串口管理类publicstaticCommPortIdentifierportId=null;publicstaticEnumerationportList=null;/枚举类/定义输入流InputStreaminputStream=null;/定义输出流SerialPortserialPort=null;/定义一个读的线程ThreadreadThread=null;/定义日期时间对象Datedate=null;/定义D时间格式化类DateFormatformat=null

13、;Stringtime=null;publicstaticHashtablemsg=newHashtable();/publicstaticvoidmain(Stringargs)portList=CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();while(portList.hasMoreElements()portId=(CommPortIdentifier)portList.nextElement();if(portId.getPortType()=CommPortIdentifier.PORT_SERIAL)/*找Windows下的第一个串口*/if(po

14、rtId.getName().equals(COM4)/if(portId.getName().equals(/dev/term/a)/*找Unix-like系统下的第一个串口*/MyUartuart=newMyUart();/publicMyUart()try/打开一个串口serialPort=(SerialPort)portId.open(SimpleReadApp,2000);catch(PortInUseExceptione)/TODOAuto-generatedcatchblocke.printStackTrace();try/*获取串口的输入流对象*/inputStream=ser

15、ialPort.getInputStream();catch(IOExceptione)try/给串口添加监听serialPort.addEventListener(this);catch(TooManyListenersExceptione)/串口有数据到达时，通知serialPort.notifyOnDataAvailable(true);try/串口基本设置serialPort.setSerialPortParams(9600,SerialPort.DATABITS_8,SerialPort.STOPBITS_1,SerialPort.PARITY_NONE);/*设置串口初始化参数，依

16、次是波特率，数据位，停止位和校验*/catch(UnsupportedCommOperationExceptione)/创建读线程对象readThread=newThread(this);/启动线程readThread.start();/msg的初始化msg.put(time,0);msg.put(numOfGroup,8);msg.put(status,0);/获取当前时间的函数publicvoidtime()date=newDate();format=newSimpleDateFormat(yyyy-MM-ddHH:mm:ss);time=format.format(date);/延时函数

17、Overridepublicvoidrun()/TODOAuto-generatedmethodstubtryThread.sleep(2000);/线程休眠20000毫秒catch(InterruptedExceptione)OverridepublicvoidserialEvent(SerialPortEventevent)/TODOAuto-generatedmethodstubswitch(event.getEventType()caseSerialPortEvent.BI:/*Breakinterrupt,通讯中断*/caseSerialPortEvent.OE:/*Overrune

18、rror，溢位错误*/caseSerialPortEvent.FE:/*Framingerror，传帧错误*/caseSerialPortEvent.PE:/*Parityerror，校验错误*/caseSerialPortEvent.CD:/*Carrierdetect，载波检测*/caseSerialPortEvent.CTS:/*Cleartosend，清除发送*/caseSerialPortEvent.DSR:/*Datasetready，数据设备就绪*/bufferistheserialcaseSerialPortEvent.RI:/*Ringindicator，响铃指示*/case

19、SerialPortEvent.OUTPUT_BUFFER_EMPTY:/*Outputempty，输出缓冲区清空*/break;caseSerialPortEvent.DATA_AVAILABLE:/*Dataavailableatport，端口有可用数据。读到缓冲数组，输出到终端*/bytereadBuffer=newbyte8;trywhile(inputStream.available()0)/从输入流读取数据intnumBytes=inputStream.read(readBuffer);/获取当前时间time();/msg清空msg.clear();/更新msg消息msg.put(

20、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+)

21、;System.out.print();System.out.println();catch(IOExceptione)break;62ZigBee核心板下位机核心部分voidSampleApp_InituintStask_id)SampleApp_IasklD=task_id;/task_zdisPointerto丄jugtunoftheApplzsatioetaskIDSampleApp_NwkStatE=DEV_INII;SampleApp_IransID=0;/ThisistheuniquesnessqeIL(counter)MT_UartInit();打串口初给牝MT_UartReg

22、isterlasklD(task_id);打登三任奚号火灾採淤機感養电跑初始牝F1SEL=-0X10;打鼓叠4为音進兀口F1DIR=-0X10;/P1.4口，鼓負拆盈人棋試F1INF=-0 x10;打扫幵疋上竝电密.F0SEL=-0X01;打鼓叠巩)沁俭音進IC口F0DIR|=0X01;/P0.0口，设置煞出撲弍LED=J;说明：登记串口任务号，以及IO口设备初始化|voi.dSampleApp_Me3sageMSGCB(azIncomingMSGFaeket_t*p|ct)/接谀一子-宿总包uintlfizlashTime;switch(pkt-clu3terld)caseSAMPLEAFF

23、_HUZHUO_ID;H厭认接致接较卩为言走止厂搭雀毓萤号HalUflRTWrite(0r&pkt-cmd.Data0r5J;打知砾畫登数基HalUflRTWrite(0rnrlj;运羊駁疗breat;caseSflHPLEAFF_FLASH_?LUSTERID:zlashlime=BUIL?_UINTltpkt-cmd.Data1Tpkt-cmd.Data2J;HalLedBlinkfHAL_LED_4r4r50r(zlashlime/4);打H灯达烁break;说明：从电脑获取串口命令函数6.3安卓手机终端推送7作品实物图展示刍jZigB已已客户克Num岁组胡卓彭非凡刘吉陈咸Status:光线正常图7.1光线正常展示Time：2015-05-0521:45:25图7.3电脑端界面P3PIP46hLP52(J1.3101256P2IDDnTTclkP：!-CISIFlLp|s,ijzFddTTmisoRTsclkT|iiVMD+3JVP21DC陀*+3JVGNDRbSbTjND牯畑卩NOSUV47?1232NfRTSA*DTR#DCD#FIMDSR#CTS8-1.1V+3.3VHiadtir2电源沐分RLSliTTrFAIDiiF+3.3|lC；KD指示灯CH3iTL2M.HtJ-U922PCiKD+13VP6士Sj|GND1