物联网应用系统设计

武汉华夏理工学院

信息工程课程设计报告书

课程名称物联网应用系统设计

课程设计总评成绩 ____________________________

学生姓名 ___________________________________

学号 ________________________________

学生专业班级 ________________________________

指导教师 ________________________________

课程设计起止日期 2 0 1 8611〜2 0 1 8.7.15

一、课程设计项目名称

基于ZigBee协议栈的智能家居控制灯系统

二、项目设计目的及技术要求

2.1项目设计目的

通过《物联网应用系统设计》课程设计，使学生能够掌握物联网应用系统设计的开发流程、设计方法，使学生能够综合应用《无线传感器网络技术》、《嵌

入式技术》、《JAVA WEB程序设计》《Andriod程序设计》、《物联网应用系统设计》等物联网工程专业课程的知识。要求学生经过课程设计的教学环节进一步理解物联网应用系统总体架构，掌握物联网应用系统的基本设计方法，程序开发流程，从而使学生对物联网应用系统设计能力有较大提高。

2.2项目的主要任务

1 •设计内容：

课程设计题目一般由指导教师提供，也可以在老师的同意下学生自己题；

4人一组，每组完成的内容不能雷同。设计参考题目如下：

1）智能家居环境监测系统

2）智能家居控制灯系统

3）智能农业区-自动灌溉系统

2•基本要求：

1）学会单片机的应用方法，开发环境；

2）结合任务要求，完成系统设计和调试，鼓励功能扩展和创新；

3）会应用protues工具，根据设计的电路，画电路图，并利用protues进行验证仿真；4）熟悉汇编或C51语言，用C51完成系统的软件编程；

5）按规范撰写课程设计说明书。

3. 项目分工

上位机：李永红、夏智君下位机：陈建、李元毅

4、课程设计步骤及时间进度和场地安排

1）指导老师下达课程设计任务书；

2）完成物联网应用系统设计；

3）完成系统制作和调试；

4）绘制系统框图和电路图、或程序代码；

5）撰写课程设计说明书

时间进度和场地安排：

1.6月11日，下达课程设计任务书，介绍物联网应用系统设计，查阅相关资料, 确定设计方案，给团队分工合作。

2 . 6月11日一14日，审查设计方案，确定自己在团队的里面要完成的任务，开始相关代码的编写及调试。

3. 6月15日，撰写课程设计报告书，并准备答辩。

6、课程设计考核及评分标准

1. 设计说明书要求

课程设计说明书要求逻辑清晰、层次分明、书写整洁。说明书格式包括标题

（中

英文）、提要、正文（包括①设计项目要求与说明。②电路原理分析。③软件流程分析。④调试分析。⑤实验数据分析。⑥答辩。⑦成绩评定。）、附录（图纸.程序清单或软盘）。课程设计说明书须每人一份，独立完成。

2•图纸要求

系统结构框图、protel电路图

三、项目设计方案论证

3.1基于ZigBee 协议栈的智能家居控制灯系统设计的整体方案

对ZigBee 协议框架结构进行分析，然后通过论述协议的应用层、网络层、数据

链路层、物理层和MAC 层的功能，将无线传感器网络与ZigBee 技术相结合，阐述无 线传感器网络节点的硬件和软件设计方法。在本设计中，选用功耗较小的

CC2530芯

片作为通信芯片来设计节点。通过编写协议栈程序，进行包含汇聚节点及传感器节点 的组网通信实验。利用VC++编写上位机程序，通过串口进行数据交互，从而控制小 灯。此系统的组成框图如图3-1所示：

图3-1基于ZigBee 协议栈的智能家居控制灯系统设计的整体方案

3.2系统实现原理 3.2.1硬件原理图

本实验使用的是 CC2530芯片，CC2530具有一个IEEE 802.15.4兼容无线收发 器。RF 内核控制模拟无线模块。另外，它提供了 MCU 和无线设备之间的一个接口， 这使得可以发出命令，读取状态，自动操作和确定无线设备事件的顺序。 无线设备还 包括一个数据包过滤和地址识别模块。本系统主要涉及 LED 、RS485模块、USB 转串

口电路、CC2530典型应用电路。如下图所示：

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图3-2-3 USB 转串口电路

3.2.2节能灯模块

本实验用的节能灯传感器为 12V 供电，接通电源后节能灯亮，该节能灯可以通 过继电器控制其开关，通过控制四路继电器 P1的吸合与断开，控制节能灯的打开与 关闭。

图 3-2-1 CC2530 的 LED 模块 图3-2-2小灯模块

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