物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合開(kāi)發(fā)與應(yīng)用3.1城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)(ZigBee)課件

1、物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)3.1 城市環(huán)境采集系統(tǒng)（ZigBee）系統(tǒng)開(kāi)發(fā)目標(biāo)系統(tǒng)底層軟硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)Android應(yīng)用設(shè)計(jì)系統(tǒng)Web應(yīng)用設(shè)計(jì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)驗(yàn)證系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)目標(biāo)城市環(huán)境采集系統(tǒng)分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)分兩個(gè)大模塊：設(shè)備采集、系統(tǒng)設(shè)置。設(shè)備采集功能模塊：通過(guò)溫濕度、光照強(qiáng)度、空氣質(zhì)量以及氣壓高度傳感器采集數(shù)據(jù)推送到智云數(shù)據(jù)中心。系統(tǒng)設(shè)置功能模塊：服務(wù)器ID、IDKey、服務(wù)器地址參數(shù)設(shè)置與連接；傳感器MAC地址獲取與設(shè)置；系統(tǒng)軟件版本查詢與顯示。系統(tǒng)功能需求表設(shè)計(jì)城市環(huán)境采集系統(tǒng)分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集城市溫濕度、光照強(qiáng)度、空氣質(zhì)量以及大氣壓的數(shù)據(jù)主動(dòng)發(fā)送至節(jié)點(diǎn)。通過(guò)實(shí)時(shí)的將城市溫濕度

2、、光照強(qiáng)度、空氣質(zhì)量以及大氣壓的數(shù)據(jù)推送到智云數(shù)據(jù)中心，在Android 移動(dòng)客戶端和 web 端在獲得這些數(shù)據(jù)后，用戶就能夠隨時(shí)隨地對(duì)城市環(huán)境有一個(gè)很好的了解，從而實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)城市環(huán)境采集系統(tǒng)分析城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)采用智云物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)框架如下圖所示：系統(tǒng)通信過(guò)程城市環(huán)境采集系統(tǒng)傳輸過(guò)程分為三部分：傳感節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)，客戶端（Android，Web），通信流程圖如下圖所示：系統(tǒng)硬件說(shuō)明本項(xiàng)目中主要使用到的傳感器是以下 4 種：1）溫濕度傳感器：型號(hào)：HTU21D，數(shù)字信號(hào)輸出，IIC 通信接口。測(cè)量范圍：-40125，5%RH95%RH；2）光

3、強(qiáng)傳感器：型號(hào)：BH1750，數(shù)字信號(hào)輸出，IIC 通信接口。對(duì)應(yīng)廣泛的輸入光范圍(相當(dāng)于 1-65535lx)；3）空氣質(zhì)量傳感器：型號(hào)：MP503，模擬信號(hào)輸出，檢測(cè)氣體酒精、煙霧、異丁烷、甲醛，檢測(cè)濃度：101000ppm（酒精）；4）氣壓高度傳感器：型號(hào)：FBM320，數(shù)字信號(hào)輸出，IIC 通信接口。測(cè)量范圍：3001100hPa；硬件選型與原理說(shuō)明系統(tǒng)硬件說(shuō)明溫濕度、光照強(qiáng)度原理圖如下：硬件選型與原理說(shuō)明系統(tǒng)硬件說(shuō)明空氣質(zhì)量以及大氣壓傳感器原理圖如下：系統(tǒng)底層開(kāi)發(fā)框架智云物聯(lián)平臺(tái)硬件層支持 ZigBee、BLE、Wi-Fi、LoRa、NB-IoT、LTE 等多種無(wú)線傳感網(wǎng)的接入，本項(xiàng)

4、目使用的 ZigBee 傳感網(wǎng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。數(shù)據(jù)通信協(xié)議城市環(huán)境采集系統(tǒng)本項(xiàng)目主要使用的是采集類傳感器模塊sensor-a，其ZXBee協(xié)議定義如下：硬件驅(qū)動(dòng)程序分析傳感器驅(qū)動(dòng)代碼分析項(xiàng)目工程框架城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)（Andriod）系統(tǒng)工程框架介紹城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)（Andriod）城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)（Andriod）城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)（Andriod）程序流程分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)（Andriod）根據(jù)智云Android應(yīng)用編程接口定義，系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)主要采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)API接口，程序框架如下：程序分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)（Andriod）城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件

5、開(kāi)發(fā)（Web）頁(yè)面功能結(jié)構(gòu)分析Web應(yīng)用默認(rèn)顯示運(yùn)營(yíng)首頁(yè)，首頁(yè)上設(shè)計(jì)有溫度數(shù)據(jù)顯示模塊、濕度數(shù)據(jù)顯示模塊、光照數(shù)據(jù)顯示模塊、空氣質(zhì)量顯示模塊、大氣壓力顯示模塊五個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境信息采集。城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)（Web）頁(yè)面功能結(jié)構(gòu)分析環(huán)境數(shù)據(jù)頁(yè)面是通過(guò)WEB的地圖插件實(shí)時(shí)顯示不同城市的PM2.5數(shù)據(jù)。城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)（Web）頁(yè)面功能結(jié)構(gòu)分析更多信息頁(yè)面的功能主要是智云服務(wù)連接配置界面，本頁(yè)面分為三個(gè)子功能，通過(guò)列表進(jìn)行切換顯示，“IDKey”列表項(xiàng)通過(guò)設(shè)置智云服務(wù)ID與IDKey調(diào)用智云Web應(yīng)用接口連接到智云服務(wù)器。“MAC設(shè)置”列表項(xiàng)顯示設(shè)備MAC地址?！癕AC設(shè)置”列表項(xiàng)顯

6、示版本信息與升級(jí)。程序分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)（Web）硬件設(shè)備部署城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)部署測(cè)試城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)硬件環(huán)境主要是使用XLab實(shí)驗(yàn)箱中的經(jīng)典型無(wú)線節(jié)點(diǎn)ZXBeeLiteB ，采集類傳感器Sensor-A，Android智能網(wǎng)關(guān)。請(qǐng)參照實(shí)驗(yàn)箱的使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行設(shè)備間的連接操作，設(shè)備連接完成后示意圖如下,本項(xiàng)目只需要使用采集類傳感器Sensor-A節(jié)點(diǎn)板：移動(dòng)端應(yīng)用安裝城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)部署測(cè)試Android網(wǎng)關(guān)設(shè)備使用USB數(shù)據(jù)連接線通過(guò)OTG接口與PC的USB接口進(jìn)行連接。連接成功后我的電腦中會(huì)出現(xiàn)如下圖設(shè)備：打開(kāi)電腦識(shí)別的內(nèi)存設(shè)備，拷貝“實(shí)驗(yàn)代碼02-UrbanEnvir

7、onmentUrbanEnvironment.apk”到android網(wǎng)關(guān)。 Android應(yīng)用安裝成功后，如下圖所示：Web端應(yīng)用安裝城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)的 Web 端應(yīng)用無(wú)需安裝，打開(kāi)項(xiàng)目”實(shí)驗(yàn)代碼02-UrbanEnvironmentUrbanEnvironment-web”目錄下的 index.html 文件在 chrome 瀏覽器中運(yùn)行顯示。Web端應(yīng)用測(cè)試Web端應(yīng)用測(cè)試在chrome瀏覽器中打開(kāi)本項(xiàng)目的index.html文件，主界面顯示如下：Web端應(yīng)用測(cè)試Web端應(yīng)用測(cè)試這時(shí)系統(tǒng)設(shè)備的右上角狀態(tài)顯示為“離線”，需要通過(guò)“更多信息”界面設(shè)置服務(wù)器ID與IDkey連接智云服務(wù)器。Web