《物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目綜合實(shí)訓(xùn)》項(xiàng)目任務(wù)書

1、物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目綜合實(shí)訓(xùn)任務(wù)書一、項(xiàng)目目標(biāo)通過 ZigBee 和 GPRS 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)光照情況對(duì)照明系統(tǒng)和路燈的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，確保高效穩(wěn)定，全天候運(yùn)行， 監(jiān)控不必要的“全夜燈照明”， 有效節(jié)約電能消耗。 實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約、 減少資源浪費(fèi)、 降低費(fèi)用的目的。二、研發(fā)內(nèi)容本課題完成 無線路燈監(jiān)控系統(tǒng)。硬件方面：前端采用 ZigBee 完成前端數(shù)據(jù)采集功能，然后將讀取的信息通過網(wǎng)關(guān)傳送給計(jì)算機(jī)處理，在 計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)路燈監(jiān)控系統(tǒng)軟件，并完成軟件方面內(nèi)容。軟件方面：使用 Visual C+ 6.0 編寫路燈監(jiān)控系統(tǒng)， 通過系統(tǒng)監(jiān)控管理系統(tǒng)對(duì)不同子網(wǎng)下的路燈監(jiān)控器 進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問和監(jiān)控，包括參數(shù)配置，監(jiān)控命

2、令發(fā)送、現(xiàn)場(chǎng)燈具狀態(tài)收集及管理等。三、功能需求控制路燈開關(guān)（最多可單獨(dú)控制 9 路燈）、亮度調(diào)節(jié)、電流采集、溫度采集、開關(guān)狀態(tài)采集、燈桿傾斜檢 測(cè)、損壞、被盜等。接收和發(fā)送子網(wǎng)內(nèi)的所有路燈控制信號(hào)、數(shù)據(jù)記錄、報(bào)警處理等。子網(wǎng)監(jiān)控器處于系統(tǒng)中心和各子網(wǎng)內(nèi)路燈監(jiān)控器的中間，向上通過 GPRS 或者 485、RS232 等方式同系統(tǒng)中心通信，向下則是通過ZigBee 通訊協(xié)議方式，同各個(gè)路燈監(jiān)控器通信。通過系統(tǒng)監(jiān)控管理系統(tǒng)對(duì)不同子網(wǎng)下的路燈監(jiān)控器進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問和監(jiān)控，包括參數(shù)配置，監(jiān)控命令發(fā)送、現(xiàn)場(chǎng)燈具狀態(tài)收集及管理等。1 、監(jiān)控中心通過 GPRS 公網(wǎng)連接到分部在各條道路的現(xiàn)場(chǎng)控制器，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制

3、器發(fā)送檢測(cè)和控制命令，也能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制器上報(bào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、分類、整理并報(bào)出相應(yīng)信息。2、監(jiān)控中心軟件可以根據(jù)經(jīng)緯度計(jì)算出某地每一天的日出日落時(shí)間，根據(jù)這些時(shí)間設(shè)定現(xiàn)場(chǎng)控制器在不 同時(shí)段對(duì)路燈實(shí)施自動(dòng)開關(guān)和亮度調(diào)節(jié)。3、監(jiān)控中心軟件采用數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)技術(shù)，保持有每一盞路燈的完整信息，任何時(shí)候都可以對(duì)這些信息進(jìn)行 統(tǒng)計(jì)和分析。4、監(jiān)控中心軟件具有生產(chǎn)曲線報(bào)表功能，對(duì)每一盞路燈的溫度、電流等信息在某一個(gè)特定的時(shí)間范圍內(nèi) 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。5、 監(jiān)控中心可以設(shè)置根據(jù)光照傳感器傳回的光照信息數(shù)據(jù)自動(dòng)控制路燈。6、 監(jiān)控中心軟件可以實(shí)施主動(dòng)報(bào)警，一旦某盞路燈出現(xiàn)故障，即使在工作人員沒有注意的情況下，它也 能主動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)

4、進(jìn)行分析并提醒管理監(jiān)控中心軟件的路燈管理人員。四、實(shí)訓(xùn)小組模塊分工參考：項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)模塊分工參考參考人數(shù)項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)（含實(shí)訓(xùn)報(bào)告中該部分的內(nèi)容）1ZIGBEE 路燈監(jiān)控器設(shè)計(jì)（含實(shí)訓(xùn)報(bào)告中該部分的內(nèi)容）1子網(wǎng)監(jiān)控器設(shè)計(jì)（含實(shí)訓(xùn)報(bào)告中該部分的內(nèi)容）1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)（含實(shí)訓(xùn)報(bào)告中該部分的內(nèi)容）1整個(gè)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)的協(xié)調(diào)測(cè)試（含實(shí)訓(xùn)報(bào)告中該部分的內(nèi)容）1五、系統(tǒng)軟硬件配置（參考）硬件設(shè)備配置方案：名稱說明節(jié)點(diǎn) WSN-ANTc30( 2530)EMOSi 本節(jié)點(diǎn)采用 TinyOS2 操作系統(tǒng)，可構(gòu)建實(shí)時(shí)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) WSN-ANTc91( 2530+2591)EMOS 曽強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)采用 TinyOS2 操作系統(tǒng)

5、，可構(gòu)建實(shí)時(shí)傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真器 WSN-AEMEMOS 仿真設(shè)備用于程序下載，在線調(diào)試，仿真SINK 節(jié)點(diǎn)EMOSF 持式數(shù)據(jù)測(cè)試平臺(tái)提供 Windows CE/Linux 系統(tǒng)，支持以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?數(shù)據(jù)、 曲線等方式顯示傳感器各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)在線燒錄器 WSN-AOPEMOS用燒錄設(shè)備支持在線燒錄節(jié)點(diǎn)程序，無需插拔式編程網(wǎng)絡(luò)分析儀 WSN-ASNFEMO 刪絡(luò)數(shù)據(jù)分析設(shè)備可以捕獲網(wǎng)絡(luò)中的所有數(shù)據(jù)包，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析傳感器模塊EMOS 傳感器統(tǒng)一接口設(shè)計(jì)，根據(jù)需要多種配置應(yīng)用軟件光盤內(nèi)容包含：開發(fā)環(huán)境、源代碼、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、應(yīng)用DEMO 開發(fā)工具、EMOSS 置系統(tǒng)等軟件配置方案:名稱說明應(yīng)用決策層信

6、息系統(tǒng)后臺(tái)管理軟件，由數(shù)據(jù)米集接口、數(shù)據(jù)處理接口、數(shù)據(jù) 報(bào)表系統(tǒng)、頭施監(jiān)控系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、決策發(fā)布系 統(tǒng)、流程監(jiān)控系統(tǒng)、分析系統(tǒng)等組成Ti ny 0S2WSN 專用操作系統(tǒng)，組件式軟件機(jī)構(gòu)，事件驅(qū)動(dòng)多線程 機(jī)制，硬件抽象層，含 Atosenet 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，高速路由， 低功耗控制。Z-Stack完整支持 Zigbee 所有協(xié)議，通用 API 接口，便捷的應(yīng) 用程序開發(fā)。EMose net 控制臺(tái)WSN 數(shù)據(jù)采集分析軟件，兼容 TinyOS 和 Z-Stack 兩種數(shù) 據(jù)模式。支持?jǐn)?shù)據(jù)自動(dòng)上傳SQL 服務(wù)器，節(jié)點(diǎn)地圖信息顯示，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔@示，歷史數(shù)據(jù)顯示/統(tǒng)計(jì)/繪圖分析，報(bào)警設(shè)置，自定義解析

7、插件等功能。EMosEXS 制臺(tái)嵌入式平臺(tái)數(shù)據(jù)采集分析軟件，運(yùn)行于可移動(dòng)平臺(tái)。支 持采集節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)顯示 /統(tǒng)計(jì)/繪圖，自動(dòng)將數(shù) 據(jù)上傳至遠(yuǎn)端服務(wù)器，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置等。EMServer 服務(wù)器中央服務(wù)器軟件，包含大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件。支持 WebService接口，支持 WEB 瀏覽器訪問，支持多地域數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)。EMosMobile 客戶端運(yùn)行于手機(jī)客戶端，支持無線連接至中央數(shù)據(jù)庫(kù)，并即 時(shí)獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，完全兼容所有支持J2ME 的手機(jī)?？梢燥@示即時(shí)數(shù)據(jù)信息，獲取歷史數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行數(shù) 據(jù)分析統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)接收應(yīng)用系統(tǒng)的報(bào)警信息等。EMSniffer 網(wǎng)絡(luò)分析工具基于網(wǎng)絡(luò)分析設(shè)備，可以截取

8、網(wǎng)絡(luò)中的所有射頻數(shù)據(jù)信 息，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，診斷網(wǎng)絡(luò)問題。EMosAge nt 協(xié)議分析框架基于 TINYOS 的協(xié)議分析框架，通過 OSAgent,用戶即可 在真實(shí)硬件平臺(tái)和現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，分析現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)中各網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的真實(shí)性能，進(jìn)而幫助用戶更好的分析和改進(jìn)協(xié) 議。EMO 配置系統(tǒng)完善的配置 IDE,利用它可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)解決方案的配置， 包含傳感器、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)顯示等軟硬件參數(shù)說明:節(jié)點(diǎn)板硬件配置微處理器CC2530 (SoC 設(shè)計(jì)，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)型，256Kbyte FlashAD 10bit 1Ch )2.4GHz (IEEE 802.15.4)傳送速率最大 250Kbps傳輸通道16 個(gè)可選

9、頻段傳輸距離0-100m 可調(diào)（增強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)可在 0-800m 可調(diào)）超低功耗睡眠：0.6-0.9UA電源1.5vAA 2傳感器模塊搭配溫度，濕度，光及多種傳感器軟件配置Ti nyOS開源操作系統(tǒng)，組件式、事件驅(qū)動(dòng)Z-STACKTI 標(biāo)準(zhǔn) ZIGBEE 協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議兼容 XMesh 網(wǎng)狀協(xié)議和 ZigBee 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，支持 Z-MAC（集成 CSMA TDMA 機(jī)制）、X-MAC 等，可實(shí)現(xiàn) 1000+ 節(jié)點(diǎn)自組網(wǎng)低功耗協(xié)議實(shí)現(xiàn) UltraLowPower，電池使用最大化安全傳輸AES XXTEA 等可選加密方式，實(shí)現(xiàn)安全傳輸開發(fā)環(huán)境NesC 編譯器、IAR 編譯器工具Atosenet 控制

10、臺(tái)程序、ATOS 配置系統(tǒng)工具仿真板硬件配置微處理器C8501F320 （全速 USB2.0 接口； 16Kbyte Flash ）節(jié)點(diǎn)插座支持節(jié)點(diǎn)模塊熱插拔，通過標(biāo)準(zhǔn)接口與節(jié)點(diǎn)連接調(diào)試接口網(wǎng)關(guān)調(diào)試接口，可在線調(diào)試節(jié)點(diǎn)程序RS232 接口支持標(biāo)準(zhǔn) RS232 接口，速率 9600bps115200bps 可選USB 接口USB 2.0 Full speedLED 調(diào)試3 個(gè) LED 調(diào)試信號(hào)燈電源USB 口 5V 供電/外接 5V 電源/2.7-3.3V 電池供電軟件配置工具ISP 在線下載工具IAR 在線調(diào)試工具KEIL 在線調(diào)試工具網(wǎng)絡(luò)分析儀硬件配置微處理器CC2530 Embedded,

11、 128Kbyte FlashUSB 接口USB 2.0 Full speed，分析儀接口，傳輸捕獲的數(shù)據(jù)軟件配置工具網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)抓包及分析工具在線燒錄器硬件配置微處理器C8051F320 （全速 USB2.0 接口； 16Kbyte Flash ）USB-B 接口燒錄器接口，供電及 USB 通訊Mini-USB 接口連接節(jié)點(diǎn)，可以在線燒錄程序軟件配置工具ISP 在線下載工具網(wǎng)關(guān)（基本型）硬件配置處理器STM32103（ RAM 96KB, FLASH 1MB工業(yè)接口CAN RS232 RS485網(wǎng)絡(luò)接口（可選）10Mbps 網(wǎng)卡USB 接口供電及 USB 通訊GSM 莫塊（可選）GPRS 網(wǎng)絡(luò)G

12、PS 模塊（可選）軟件配置操作系統(tǒng)Uc/OS2,FreeRTOS,TRON應(yīng)用軟件ISP 在線下載工具 網(wǎng)絡(luò)配置工具 數(shù)據(jù)采集軟件網(wǎng)絡(luò)診斷工具網(wǎng)關(guān)（增加型）硬件配置處理器PXA270（ 520MHZLCD5. 6 寸 LCD 屏，分辨率：640 x480 ,真彩色，LED 背光， 帶四線電阻觸摸屏接口按鍵，LED, USBhost/Client 接口，以太網(wǎng)，串口， GPS SD卡座，CF 卡座，電池管理等。藍(lán)牙接口（可選）BlueTooth 2.0 接口WIFI （可選）IEEE 802.11a/bGSM 莫塊（可選）GPRS 網(wǎng)絡(luò)3G 模塊（可選）TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000軟件配置操作系統(tǒng)Li nux 2.6,Wi ndowsCE6.0應(yīng)用軟件ISP 在線下載工具 網(wǎng)絡(luò)配置工具 數(shù)據(jù)采