物联网温湿度监控系统

项目设计报告

课程名称：微机原理与接口技术

题目：物联网温湿度监控系统

学院：信息科学与技术学院

专业：计算机科学与技术

小组：

组长：

班级：

任课老师：

2014年01月10日

目录

1、项目概述 (1)

2、需求分析 (2)

2.1硬件平台 (2)

2.2软件平台 (2)

2.3软件介绍 (2)

2.4系统与应用分析 (2)

3、项目团队架构及分工 (3)

3.1小组组织结构 (3)

2.2小组成员及分工安排表 (3)

4、概要设计 (4)

4.1传感器 (4)

4.2工作原理 (4)

4.3UML模型 (4)

5、详细设计 (5)

5.1对实验所需的环境进行安装，配置 (5)

5.1.1安装IAR (5)

5.1.2安装Setup_SmartRFProgr_1.6.2 (8)

5.1.3安装ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0 (8)

5.2打开相应的工程空间，本实验做的是温湿度采集实验 (9)

5.3将相应的程序代码下载到相应的模块中 (10)

5.3.1协调器模块 (10)

5.3.2温湿度传感器模块 (10)

5.4对温湿度传感器与协调器的组网到LED1灯同时不闪烁为 (10)

5.4.1温湿度传感器 (11)

5.4.2协调器 (12)

5.5打开串口配置软件配置相应的串口 (10)

5.6打开串口软件获取相应的温湿度。 (12)

6、系统测试 (13)

7、出现问题与解决 (14)

7.1、程序在IAR上不能运行 (14)

7.2不能够组网 (14)

7.3传感器接收到的信息不能传到电脑上 (14)

8、总结 (14)

9、参考文献 (16)

1、项目概述

智能家居是人们的一种居住环境，其以住宅为平台安装有智能家居系统，实现家庭生活更加安全，节能，智能，便利和舒适。以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居环境。智能家居该项目设计旨在通过团队的独立设计完成对简单智能家居系统的构建，以及相应智能家居系统功能的实现。项目设计的实现了对室内温湿度及光照的自动监控及自动调节。是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景联动、地板采暖等有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理，实现“以人为本”的全新家居生活体验。此系统主要是对温湿度采集实验与灯的控制实验这两方面来做，下面来介绍温湿度采集实验。采用的是zigbee和z-stack 和平台，实现整个系统。

2、需求分析

2.1硬件平台

windows主机是Win7系统，物联网实验箱。

2.2软件平台

IAR环境，Setup_SmartRFProgr_1.6.2，ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0，ZigBeeConfiger，AccessPort RS232。

2.3软件介绍

1)IAR环境：对实验的代码进行编译，调试。

2)Setup_SmartRFProgr_1.6.2：用于烧写程序。

3)ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0：用于是基于这个平台下的实验

4)ZigBeeConfiger：用于串口的配置

5)AccessPort RS232：用于对数据的接收与发送

2.4系统与应用分析

伴随着数字化和网络化的进程，智能化的浪潮席卷了世界的每一个角落，成为一种势不可挡的历史化大趋势。这一切的最终目的为人们提供一个以人为本的舒适、便捷、高效、安全的生活环境。如何建立一个高效率、低成本的智能家居系统已成为当今世界的一个热点问题。

3、项目团队架构及分工

3.1小组组织结构

表 2-1 小组组织结构2.2小组成员及分工安排表

表 2-2 小组成员分工安排

4、概要设计

4.1传感器

现代智能化设备的运行有赖于现金的信息获取技术、信息处理技术和先进的信息消费方法。与之对应的就是传感器网络技术、云计算技术和各种先进的执行机构。作为先进的信息获取和处理技术，无线传感器网络已经在医疗、工业、农业、商业、公共管理、国防等领域得到了广泛应用，是促进未来经济发展，构建和谐社会的重要手段。

线温湿度传感器节点能够定期采集温湿度数据，通过无线方式直接发送或通过无线传感器网络中继转发到智能接入网关，然后由网关将无线数据重新打包成后台服务器能够识别的格式，然后发给后台服务器。

4.2工作原理

对实验所需的环境进行安装，配置；打开相应的工程空间，本实验做的是温湿度采集实验;将相应的程序代码下载到相应的模块中；对传感器与协调器的组网到LED1灯同时不闪烁为止；打开串口配置软件配置相应的串口；打开串口软件获取相应的温湿度。

4.3UML模型

图4-1

5、详细设计

5.1对实验所需的环境进行安装，配置5.1.1安装IAR

双击EW8051-EV-751A.exe

图5-1

图5-2

图5-3

5.1.1.1按下面的方法获取License

打开EW8051-EV-751A Crack文件

图5-4

双击IARID.EXE,获取自己PC的ID号，如下图，ID号为0x2B073

图5-5

鼠标右键点击KEY点编辑，修改ID。然后保存。

图5-6

双击key.cmd 生成文档，

打开key.txt, 找到"EW8051-EV" 这一段，获取Installserial号和key

图5-7

图5-8

将上面获取的key 拷贝到License Key：这一栏，然后点击Next> ，后面的全部选默认安装，直到完成，安装IAR后的效果图：

图5-9

5.1.2安装Setup_SmartRFProgr_1.

6.2

双击Setup_SmartRFProgr_1.6.2.exe

图5-10

根据提示全部默认安装，直到安装完成，之后桌面上出现CC2530烧写软件图标

图5-11

点击它，即可出现

图5-12

5.1.3安装ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0

双击ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0.exe安装

图5-13

安装完成后

图5-14

5.2打开相应的工程空间，本实验做的是温湿度采集实验

\UP_IOT_A8(ZIGBEE网络传感器节点部分)\exp\zigbee\基ZStack的无线数据(温湿度)传输实验\Projects\zstack\Samples\SampleApp\CC2530DB\

双击SampleApp.eww

图5-15

出现下面的界面

图5-16

5.3将相应的程序代码下载到相应的模块中5.3.1协调器模块

图5-17

5.3.2温湿度传感器模块

图5-18

5.4打开串口配置软件配置相应的串口

图5-19

图5-20

此处波特率设为38400

5.5对温湿度传感器与协调器的组网到LED1灯同时不闪烁为5.5.1温湿度传感器

图5-21

5.5.2协调器

图5-22 5.6打开串口软件获取相应的温湿度。双击AccessPort.exe

图5-23

双击后即可出现下面的界面。

图5-24

串口配置，为了协调器与电脑的连通

图5-25

6、系统测试

打开串口软件即出现上图，当串口开始配置至成功的时候白色区域就会出现温湿度的相应数据。以下数据变化原因是将手指按在温湿度传感器上。

图6-1

7、出现问题与解决

7.1、程序在IAR上不能运行

程序没改过，不会错误，可能是IAR的问题，首先对IAR进行相应的配置，还是有问题，然后感觉安装IAR版本不一样，最后卸载了重新安装。发现可以运行了。

7.2不能够组网

有可能是烧的程序对不对。协调器对应的是CoordinatorEB，传感器对应的是EndDevice。再重新烧一次如果还不能组网则在图7-1中将1234改为任意一个数，因为大家都在做实验可能造成影响。

图7-1

7.3传感器接收到的信息不能传到电脑上

一般都是串口没配置好，在设备管理器里面找到串口号，用串口配置软件检测连接成功否，再在串口软件里面配置好串口号，波特率。这样就可以通信了。

8、总结

物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”！物联拥有业界最完整的专业物联产品系列，覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用。产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域。构建了“质量好、技术优、专业性强，成本低，满足客户需求”的综合优势，持续为客户提供有竞争力的产品和服务。传感器应用极其广泛，而且种类繁多，涉及的学科也很多，通过对传感器的学习让我基本了解了传感器的基本概念及传感器的静、动态特性电阻式、电容式、电感式、压电式、热电式、磁敏式、光电式传感器与光纤传感器的结构、工作原理及应用。

传感器的特性主要是指输出输入之间的关系。当输入量为常量或变化很慢时，其关系为静态特性。当输入量随时间变换较快时，其关系为动态特性。

传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所

具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等；所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。

传感器的作用主要是感受和响应规定的被测量，并按一定规律将其转换成有用输出，特别是完成非电量到电量的转换。传感器的组成并无严格的规定。一般说来，可以把传感器看做由敏感元件（有时又称为预变换器）和变换元件（有时又称为变换器）两部分组成。

9、参考文献

[1] 任丰原，黄海宁，林闯；无线传感器网络［J］；软件学报，2003，14（7）：1282-1291.

[2] 吴光荣，全剑敏，章剑雄；基于CC1110的无线传感器网络节点设计；电子工程师2008.10.

[3] TILAK S, ABU- GHAZALEH N, HEINZELMANW. A Taxonomy of wireless mic ro sensor network models [J]. Mobile Computing Communication Review, 2002, 6(2): 28- 36.

[4] AKYILDIZ I, SU W,S ANKARASUBRAMAN IAM Y, et al. A survey on senso r

networks [J]. IEEE Communications Magazine, 2002, 40(8):102- 14. [5] 匡兴红, 邵惠鹤. 无线传感器网络网关研究[J].计算机工

程, 2007, 33(6):228- 230.

[6] 胡鸿, 林程, 宋丽平. 基于S3C2440的ZigBee无线传感器网络网关的设计[J]. 大众科技,2008,112(12):67- 68.

[7] 郑鹏, 李方敏. 无线传感器网络与TCP/IP网络的互联研究[J]. 武汉理工大学学报, 2006,28(7):43- 46.