物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合開(kāi)發(fā)與應(yīng)用2.12.5物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)課件

1、物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)2.1 物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)平臺(tái)ZXBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)應(yīng)用接口Andriod應(yīng)用實(shí)例Web應(yīng)用實(shí)例 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)物聯(lián)平臺(tái)介紹物聯(lián)是一個(gè)開(kāi)放的公共物聯(lián)網(wǎng)接入平臺(tái)，目的是為服務(wù)所有的愛(ài)好者和開(kāi)發(fā)者，使物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)的接入、存儲(chǔ)和展現(xiàn)變得輕松簡(jiǎn)單，讓開(kāi)發(fā)者能夠快速開(kāi)發(fā)出專(zhuān)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)物聯(lián)平臺(tái)介紹1傳感器硬件和接入互聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng)關(guān)（負(fù)責(zé)將傳感器數(shù)據(jù)采集起來(lái)，發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器）。2高性能的數(shù)據(jù)接入服務(wù)器和海量存儲(chǔ)。3特定應(yīng)用，處理結(jié)果展現(xiàn)服務(wù)。 平臺(tái)基本框架物聯(lián)基本框架平臺(tái)虛擬化技術(shù)框架物聯(lián)虛擬化技術(shù)物聯(lián)平臺(tái)支持硬件與應(yīng)用的虛擬化，硬件數(shù)據(jù)源仿真系

2、統(tǒng)為上層軟件工程師提供虛擬的硬件數(shù)據(jù)，圖形化組態(tài)應(yīng)用系統(tǒng)為底層硬件開(kāi)發(fā)者提供圖形化界面定制工具，框架如下圖所示：硬件模型如下：物聯(lián)常用硬件硬件模型介紹：物聯(lián)常用硬件傳感器主要用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，包括各類(lèi)物理量、標(biāo)識(shí)、音頻、視頻數(shù)據(jù)。節(jié)點(diǎn)采用單片機(jī)/ARM等微控制器，具備物聯(lián)網(wǎng)傳感器的數(shù)據(jù)的采集、傳輸、組網(wǎng)能力，能夠構(gòu)建傳感網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)傳感網(wǎng)與電信網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)聯(lián)通，支持ZigBee、Wi-Fi、BLE、LoRa、NB-IoT、LTE、等多種傳感協(xié)議的數(shù)據(jù)解析，支持網(wǎng)絡(luò)路由轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)M2M數(shù)據(jù)交互。云服務(wù)器負(fù)責(zé)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行中央處理，運(yùn)行云計(jì)算大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的

3、存儲(chǔ)、分析、計(jì)算、挖掘和推送功能，并采用統(tǒng)一的開(kāi)放接口為上層應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)。應(yīng)用終端運(yùn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的移動(dòng)終端，比如Android手機(jī)/平板等設(shè)備。開(kāi)發(fā)前準(zhǔn)備工作學(xué)習(xí)物聯(lián)產(chǎn)品前，要求用戶(hù)預(yù)先學(xué)習(xí)以下基本知識(shí)和技能：了解和掌握基于CC2530的單片機(jī)接口技術(shù)/傳感器接口技術(shù)；了解ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)，及基于CC2530的ZigBee ZStack組網(wǎng)原理；了解和掌握J(rèn)AVA編程，掌握Android應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)；了解和掌握HTML、JavaScript、CSS、Ajax開(kāi)發(fā)，熟練使用DIV+CSS進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)；了解和掌握J(rèn)DK+ApacheTomcat+Eclipse環(huán)境搭建及網(wǎng)站開(kāi)發(fā)。

4、ZXBee 數(shù)據(jù)通信協(xié)議ZXBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議對(duì)物聯(lián)網(wǎng)整個(gè)項(xiàng)目從底層到上層的數(shù)據(jù)段作出了定義，該協(xié)議有以下特點(diǎn)：數(shù)據(jù)格式的語(yǔ)法簡(jiǎn)單，語(yǔ)義清晰，參數(shù)少而精；參數(shù)命名合乎邏輯，見(jiàn)名知義，變量和命令的分工明確；參數(shù)讀寫(xiě)權(quán)限分配合理，可以有效抵抗不合理的操作，能夠在最大程度上確保數(shù)據(jù)安全；變量能對(duì)值進(jìn)行查詢(xún)，可以方便應(yīng)用程序調(diào)試；命令是對(duì)位進(jìn)行操作，能夠避免內(nèi)存資源浪費(fèi)。通信協(xié)議參數(shù)定義ZXBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議參數(shù)定義-Sensor-A傳感器屬性參數(shù)權(quán)限說(shuō)明Sensor-A（601）溫度值A(chǔ)0R溫度值，浮點(diǎn)型：0.1精度，-40.0105.0，單位攝氏度濕度值A(chǔ)1R濕度值，浮點(diǎn)型：0.1精度， 0100

5、，單位%光強(qiáng)值A(chǔ)2R光強(qiáng)值，浮點(diǎn)型：0.1精度， 065535，單位Lux空氣質(zhì)量值A(chǔ)3R空氣質(zhì)量值，表征空氣污染程度氣壓值A(chǔ)4R氣壓值，浮點(diǎn)型：0.1精度，單位百帕三軸（跌倒?fàn)顟B(tài)）A5-三軸：通過(guò)計(jì)算上報(bào)跌倒?fàn)顟B(tài)，1表示跌到（主動(dòng)上報(bào)）距離值A(chǔ)6R距離值（cm），浮點(diǎn)型：0.1精度，20cm80cm語(yǔ)音識(shí)別返回碼A7-語(yǔ)音識(shí)別碼，整型：149（主動(dòng)上報(bào)）上報(bào)狀態(tài)D0(OD0/CD0)RWD0的Bit0Bit7分別代表A0A7的上報(bào)狀態(tài)，1表示允許上報(bào)繼電器D1(OD1/CD1)RWD1的Bit6Bit7分別代表繼電器K1、K2的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，0表示斷開(kāi)，1表示吸合上報(bào)間隔V0RW循環(huán)上報(bào)時(shí)間間隔

6、通信協(xié)議參數(shù)定義ZXBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議參數(shù)定義-Sensor-BSensor-B（602）RGBD1(OD1/CD1)RWD1的Bit0Bit1代表RGB三色燈的顏色狀態(tài)RGB：00（關(guān)），01（R），10（G），11（B）步進(jìn)電機(jī)D1(OD1/CD1)RWD1的Bit2分別代表電機(jī)的正反轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，0正轉(zhuǎn)（5s后停止），1反轉(zhuǎn)（5s后反轉(zhuǎn)）風(fēng)扇/蜂鳴器D1(OD1/CD1)RWD1的Bit3代表風(fēng)扇/蜂鳴器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，0表示關(guān)閉，1表示打開(kāi)LEDD1(OD1/CD1)RWD1的Bit4、Bit5代表LED1/LED2的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，0表示關(guān)閉，1表示打開(kāi)繼電器D1(OD1/CD1)RWD1的Bit

7、6、Bit7分別代表繼電器K1、K2的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，0表示斷開(kāi)，1表示吸合上報(bào)間隔V0RW循環(huán)上報(bào)時(shí)間間隔通信協(xié)議參數(shù)定義ZXBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議參數(shù)定義-Sensor-CSensor-C（603）人體/觸摸狀態(tài)A0R人體紅外狀態(tài)值，0或1變化；1表示檢測(cè)到人體/觸摸振動(dòng)狀態(tài)A1R震動(dòng)狀態(tài)值，0或1變化；1表示檢測(cè)到震動(dòng)霍爾狀態(tài)A2R霍爾狀態(tài)值，0或1變化；1表示檢測(cè)到磁場(chǎng)火焰狀態(tài)A3R火焰狀態(tài)值，0或1變化；1表示檢測(cè)到明火燃?xì)鉅顟B(tài)A4R燃?xì)庑孤睿?或1變化；1表示燃?xì)庑孤┕鈻牛t外對(duì)射）狀態(tài)A5R光柵狀態(tài)值，0或1變化，1表示檢測(cè)到阻擋上報(bào)狀態(tài)D0(OD0/CD0)RWD0的Bit0Bit5分

8、別表示A0A5的上報(bào)狀態(tài)繼電器D1(OD1/CD1)RWD1的Bit6Bit7分別代表繼電器K1、K2的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，0表示斷開(kāi)，1表示吸合上報(bào)間隔V0RW循環(huán)上報(bào)時(shí)間間隔語(yǔ)音合成數(shù)據(jù)V1W文字的Unicode編碼通信協(xié)議參數(shù)定義ZXBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議參數(shù)定義-Sensor-ELSensor-EL（605）卡號(hào)A0-字符串（主動(dòng)上報(bào)，不可查詢(xún)）卡類(lèi)型A1R整型，0表示125K，1表示13.56M卡余額A2R整型，范圍08000.00，手動(dòng)查詢(xún)?cè)O(shè)備余額A3R浮點(diǎn)型，設(shè)備金額設(shè)備單次消費(fèi)金額A4R浮點(diǎn)型，設(shè)備本次消費(fèi)扣款金額設(shè)備累計(jì)消費(fèi)A5R浮點(diǎn)型，設(shè)備累計(jì)扣款金額門(mén)鎖/設(shè)備狀態(tài)D1(OD1/CD1)

9、RWD1的Bit0Bit1表示門(mén)鎖、設(shè)備的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，0（關(guān)閉），1（打開(kāi)）充值金額V1RW返回充值狀態(tài)，0/1，1表示操作成功扣款金額V2RW返回扣款狀態(tài)，0/1，1表示操作成功充值金額（設(shè)備）V3RW返回充值狀態(tài)，0/1，1表示操作成功扣款金額（設(shè)備）V4RW返回扣款狀態(tài)，0/1，1表示操作成功通信協(xié)議參數(shù)定義ZXBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議參數(shù)定義-Sensor-EHSensor-EH（606）卡號(hào)A0-字符串（主動(dòng)上報(bào)，不可查詢(xún)）卡余額A2R整型，范圍08000.00，手動(dòng)查詢(xún)ETC桿開(kāi)關(guān)D1(OD1/CD1)RWD1的Bit0表示ETC桿開(kāi)關(guān)0（關(guān)閉），1（抬起一次3s自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)bit0置0

10、）充值金額V1RW返回充值狀態(tài)，0/1，1表示操作成功扣款金額V2RW返回扣款狀態(tài)，0/1，1表示操作成功硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)Android網(wǎng)關(guān)，采用三星ARM Cortex-A9 S5P4418四核處理器，10.1寸電容液晶屏，集成Wi-Fi、藍(lán)牙模塊、500W MIPI高清攝像頭模塊，可選北斗GPS模塊、4G模塊，Android-4.4操作系統(tǒng)硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)應(yīng)用接口Andriod應(yīng)用接口物聯(lián)云平臺(tái)提供五大應(yīng)用接口供開(kāi)發(fā)者使用，包括：實(shí)時(shí)連接（WSNRTConnect）、歷史數(shù)據(jù)（WSNHistory）、攝像頭（WSNCamera）、自動(dòng)控制（WSNAutoctrl）、用戶(hù)數(shù)據(jù)（WSNPr

11、operty），詳細(xì)邏輯圖如下：Andriod應(yīng)用接口實(shí)時(shí)連接接口函數(shù)參數(shù)說(shuō)明功能new WSNRTConnect(String myZCloudID, String myZCloudKey);myZCloudID:賬號(hào)myZCloudKey:密鑰建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)例，并初始化ID及密鑰connect()無(wú)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)連接disconnect()無(wú)斷開(kāi)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)連接setRTConnectListener() onConnect() onConnectLost(Throwable arg0) onMessageArrive(String mac, byte dat)mac:傳感器的MAC地址

12、dat：發(fā)送的消息內(nèi)容設(shè)置監(jiān)聽(tīng)，接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)推送過(guò)來(lái)的消息：onConnect:連接成功操作onConnectLost:連接失敗操作onMessageArrive:數(shù)據(jù)接收操作sendMessage(String mac, byte dat)mac:傳感器的MAC地址dat：發(fā)送的消息內(nèi)容發(fā)送消息setServerAddr(String sa)sa:數(shù)據(jù)中心服務(wù)器地址及端口設(shè)置/改變數(shù)據(jù)中心服務(wù)器地址及端口號(hào)setIdKey(String myZCloudID, String myZCloudKey);myZCloudID:賬號(hào)myZCloudKey:密鑰設(shè)置/改變ID及密鑰（需要重新斷開(kāi)

13、連接）Web應(yīng)用接口實(shí)時(shí)連接接口函數(shù)參數(shù)說(shuō)明功能new WSNRTConnect(myZCloudID, myZCloudKey);myZCloudID:賬號(hào)myZCloudKey:密鑰建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)例，并初始化ID及密鑰connect()無(wú)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)連接disconnect()無(wú)斷開(kāi)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)連接onConnect()無(wú)監(jiān)聽(tīng)連接服務(wù)成功onConnectLost()無(wú)監(jiān)聽(tīng)連接服務(wù)失敗onMessageArrive(mac, dat)mac:傳感器的MAC地址dat：發(fā)送的消息內(nèi)容監(jiān)聽(tīng)收到的數(shù)據(jù)sendMessage(mac, dat)mac:傳感器的MAC地址dat：發(fā)送的消息內(nèi)容發(fā)送消息setServerAddr(sa)sa:數(shù)據(jù)中心服務(wù)器地址及端口設(shè)置/改變數(shù)據(jù)中心服務(wù)器地址及端口號(hào)setIdKey(myZCloudID, myZCloudKey);myZCloudID:賬號(hào)myZCloudKey:密鑰設(shè)置/改變ID及密鑰（需要重新斷開(kāi)連接）開(kāi)發(fā)調(diào)試工具實(shí)時(shí)推送測(cè)試工具開(kāi)發(fā)調(diào)試工具歷史數(shù)據(jù)測(cè)試工具開(kāi)發(fā)調(diào)試工具網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龉ぞ唛_(kāi)發(fā)調(diào)試工具視頻監(jiān)控測(cè)試工具Andriod應(yīng)用實(shí)例歷史數(shù)據(jù)接口分析歷史數(shù)據(jù)的查詢(xún)首先通過(guò)new WSNHistory(DemoActivity.myZCloudID, DemoActivity.myZCloudKey)實(shí)例化歷史數(shù)據(jù)對(duì)象，wH