31-城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)(ZigBee)課件

物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計3.1城市環(huán)境采集系統(tǒng)（ZigBee）物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計3.1城市環(huán)境采集系統(tǒng)（ZigBee）系統(tǒng)開發(fā)目標系統(tǒng)底層軟硬件設(shè)計系統(tǒng)Android應(yīng)用設(shè)計系統(tǒng)Web應(yīng)用設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)驗證系統(tǒng)開發(fā)目標系統(tǒng)功能設(shè)計目標城市環(huán)境采集系統(tǒng)分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)功能設(shè)計分兩個大模塊：設(shè)備采集、系統(tǒng)設(shè)置。設(shè)備采集功能模塊：通過溫濕度、光照強度、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)功能設(shè)計目標城市環(huán)境采集系統(tǒng)分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)功能設(shè)計系統(tǒng)功能需求表設(shè)計城市環(huán)境采集系統(tǒng)分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)，能夠?qū)崟r采集城市溫濕度、光照強度、空氣質(zhì)量以及大氣壓的數(shù)據(jù)主動發(fā)送至節(jié)點。通過實時的將城市溫濕度、光照強度、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移動客戶端和web端在獲得這些數(shù)據(jù)后，用戶就能夠隨時隨地對城市環(huán)境有一個很好的了解，從而實現(xiàn)城市環(huán)境采集系統(tǒng)的設(shè)計。系統(tǒng)功能需求表設(shè)計城市環(huán)境采集系統(tǒng)分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)，能夠系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計城市環(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)項目架構(gòu)進行設(shè)計，整個系統(tǒng)框架如下圖所示：系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計城市環(huán)境采集系統(tǒng)分析城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)采用系統(tǒng)通信過程城市環(huán)境采集系統(tǒng)傳輸過程分為三部分：傳感節(jié)點，網(wǎng)關(guān)，客戶端（Android，Web），通信流程圖如下圖所示：系統(tǒng)通信過程城市環(huán)境采集系統(tǒng)傳輸過程分為三部分：傳感節(jié)點，網(wǎng)系統(tǒng)硬件說明本項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：HTU21D，數(shù)字信號輸出，IIC通信接口。測量范圍：-40～125℃，5%RH—95%RH；2）光強傳感器：型號：BH1750，數(shù)字信號輸出，IIC通信接口。對應(yīng)廣泛的輸入光范圍(相當于1-65535lx)；3）空氣質(zhì)量傳感器：型號：MP503，模擬信號輸出，檢測氣體酒精、煙霧、異丁烷、甲醛，檢測濃度：10～1000ppm（酒精）；4）氣壓高度傳感器：型號：FBM320，數(shù)字信號輸出，IIC通信接口。測量范圍：300～1100hPa；系統(tǒng)硬件說明本項目中主要使用到的傳感器是以下4種：硬件選型與原理說明系統(tǒng)硬件說明溫濕度、光照強度原理圖如下：硬件選型與原理說明系統(tǒng)硬件說明溫濕度、光照強度原理圖如下：硬件選型與原理說明系統(tǒng)硬件說明空氣質(zhì)量以及大氣壓傳感器原理圖如下：硬件選型與原理說明系統(tǒng)硬件說明空氣質(zhì)量以及大氣壓傳感器原理圖系統(tǒng)底層開發(fā)框架智云物聯(lián)平臺硬件層支持ZigBee、BLE、Wi-Fi、LoRa、NB-IoT、LTE等多種無線傳感網(wǎng)的接入，本項目使用的ZigBee傳感網(wǎng)進行開發(fā)。系統(tǒng)底層開發(fā)框架智云物聯(lián)平臺硬件層支持ZigBee、BLE數(shù)據(jù)通信協(xié)議城市環(huán)境采集系統(tǒng)本項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：數(shù)據(jù)通信協(xié)議城市環(huán)境采集系統(tǒng)本項目主要使用的是采集類傳感器模硬件驅(qū)動程序分析傳感器驅(qū)動代碼分析硬件驅(qū)動程序分析傳感器驅(qū)動代碼分析項目工程框架城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）項目工程框架城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(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)軟件開發(fā)（Andriod城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）程序流程分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(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)計主要采用實時數(shù)據(jù)API接口，程序框架如下：程序流程分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）根據(jù)智程序分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）程序分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Web）頁面功能結(jié)構(gòu)分析Web應(yīng)用默認顯示運營首頁，首頁上設(shè)計有溫度數(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模塊實現(xiàn)城市環(huán)境信息采集。城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Web）頁面功能結(jié)構(gòu)分析Web應(yīng)用城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Web）頁面功能結(jié)構(gòu)分析環(huán)境數(shù)據(jù)頁面是通過WEB的地圖插件實時顯示不同城市的PM2.5數(shù)據(jù)。城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Web）頁面功能結(jié)構(gòu)分析環(huán)境數(shù)據(jù)頁城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Web）頁面功能結(jié)構(gòu)分析更多信息頁面的功能主要是智云服務(wù)連接配置界面，本頁面分為三個子功能，通過列表進行切換顯示，“IDKey”列表項通過設(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”列表項顯示設(shè)備MAC地址。“MAC設(shè)置”列表項顯示版本信息與升級。城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Web）頁面功能結(jié)構(gòu)分析更多信息頁程序分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Web）程序分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(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實驗箱中的經(jīng)典型無線節(jié)點ZXBeeLiteB，采集類傳感器Sensor-A，Android智能網(wǎng)關(guān)。請參照實驗箱的使用說明書進行設(shè)備間的連接操作，設(shè)備連接完成后示意圖如下,本項目只需要使用采集類傳感器Sensor-A節(jié)點板：硬件設(shè)備部署城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)部署測試城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)移動端應(yīng)用安裝城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)部署測試Android網(wǎng)關(guān)設(shè)備使用USB數(shù)據(jù)連接線通過OTG接口與PC的USB接口進行連接。連接成功后我的電腦中會出現(xiàn)如下圖設(shè)備：打開電腦識別的內(nèi)存設(shè)備，拷貝“實驗代碼\02-UrbanEnvironment\UrbanEnvironment.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)用無需安裝，打開項目”實驗代碼\02-UrbanEnvironment\UrbanEnvironment-web”目錄下的index.html文件在chrome瀏覽器中運行顯示。移動端應(yīng)用安裝城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)部署測試Android網(wǎng)關(guān)Web端應(yīng)用測試Web端應(yīng)用測試在chrome瀏覽器中打開本項目的index.html文件，主界面顯示如下：Web端應(yīng)用測試Web端應(yīng)用測試在chrome瀏覽器中打開本W(wǎng)eb端應(yīng)用測試Web端應(yīng)用測試這時系統(tǒng)設(shè)備的右上角狀態(tài)顯示為“離線”，需要通過“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端應(yīng)用測試Web端應(yīng)用測試這時系統(tǒng)設(shè)備的右上角狀態(tài)顯示W(wǎng)eb端應(yīng)用測試Web端應(yīng)用測試連接服務(wù)器成功后切換到系統(tǒng)主界面可看到設(shè)備狀態(tài)更新為“在線“：Web端應(yīng)用測試Web端應(yīng)用測試連接服務(wù)器成功后切換到系統(tǒng)主Android端應(yīng)用測試Android端應(yīng)用操作同WEB端應(yīng)用操作流程基本一致，可參考本項目的WEB端應(yīng)用測試進行操作。Android端應(yīng)用測試Android端應(yīng)用操作同WE物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計3.1城市環(huán)境采集系統(tǒng)（ZigBee）物聯(lián)網(wǎng)綜合設(shè)計3.1城市環(huán)境采集系統(tǒng)（ZigBee）系統(tǒng)開發(fā)目標系統(tǒng)底層軟硬件設(shè)計系統(tǒng)Android應(yīng)用設(shè)計系統(tǒng)Web應(yīng)用設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)驗證系統(tǒng)開發(fā)目標系統(tǒng)功能設(shè)計目標城市環(huán)境采集系統(tǒng)分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)功能設(shè)計分兩個大模塊：設(shè)備采集、系統(tǒng)設(shè)置。設(shè)備采集功能模塊：通過溫濕度、光照強度、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)功能設(shè)計目標城市環(huán)境采集系統(tǒng)分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)功能設(shè)計系統(tǒng)功能需求表設(shè)計城市環(huán)境采集系統(tǒng)分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)，能夠?qū)崟r采集城市溫濕度、光照強度、空氣質(zhì)量以及大氣壓的數(shù)據(jù)主動發(fā)送至節(jié)點。通過實時的將城市溫濕度、光照強度、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移動客戶端和web端在獲得這些數(shù)據(jù)后，用戶就能夠隨時隨地對城市環(huán)境有一個很好的了解，從而實現(xiàn)城市環(huán)境采集系統(tǒng)的設(shè)計。系統(tǒng)功能需求表設(shè)計城市環(huán)境采集系統(tǒng)分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)，能夠系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計城市環(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)項目架構(gòu)進行設(shè)計，整個系統(tǒng)框架如下圖所示：系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計城市環(huán)境采集系統(tǒng)分析城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)采用系統(tǒng)通信過程城市環(huán)境采集系統(tǒng)傳輸過程分為三部分：傳感節(jié)點，網(wǎng)關(guān)，客戶端（Android，Web），通信流程圖如下圖所示：系統(tǒng)通信過程城市環(huán)境采集系統(tǒng)傳輸過程分為三部分：傳感節(jié)點，網(wǎng)系統(tǒng)硬件說明本項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：HTU21D，數(shù)字信號輸出，IIC通信接口。測量范圍：-40～125℃，5%RH—95%RH；2）光強傳感器：型號：BH1750，數(shù)字信號輸出，IIC通信接口。對應(yīng)廣泛的輸入光范圍(相當于1-65535lx)；3）空氣質(zhì)量傳感器：型號：MP503，模擬信號輸出，檢測氣體酒精、煙霧、異丁烷、甲醛，檢測濃度：10～1000ppm（酒精）；4）氣壓高度傳感器：型號：FBM320，數(shù)字信號輸出，IIC通信接口。測量范圍：300～1100hPa；系統(tǒng)硬件說明本項目中主要使用到的傳感器是以下4種：硬件選型與原理說明系統(tǒng)硬件說明溫濕度、光照強度原理圖如下：硬件選型與原理說明系統(tǒng)硬件說明溫濕度、光照強度原理圖如下：硬件選型與原理說明系統(tǒng)硬件說明空氣質(zhì)量以及大氣壓傳感器原理圖如下：硬件選型與原理說明系統(tǒng)硬件說明空氣質(zhì)量以及大氣壓傳感器原理圖系統(tǒng)底層開發(fā)框架智云物聯(lián)平臺硬件層支持ZigBee、BLE、Wi-Fi、LoRa、NB-IoT、LTE等多種無線傳感網(wǎng)的接入，本項目使用的ZigBee傳感網(wǎng)進行開發(fā)。系統(tǒng)底層開發(fā)框架智云物聯(lián)平臺硬件層支持ZigBee、BLE數(shù)據(jù)通信協(xié)議城市環(huán)境采集系統(tǒng)本項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：數(shù)據(jù)通信協(xié)議城市環(huán)境采集系統(tǒng)本項目主要使用的是采集類傳感器模硬件驅(qū)動程序分析傳感器驅(qū)動代碼分析硬件驅(qū)動程序分析傳感器驅(qū)動代碼分析項目工程框架城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）項目工程框架城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(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)軟件開發(fā)（Andriod城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）程序流程分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(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)計主要采用實時數(shù)據(jù)API接口，程序框架如下：程序流程分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）根據(jù)智程序分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）程序分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Andriod）城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Web）頁面功能結(jié)構(gòu)分析Web應(yīng)用默認顯示運營首頁，首頁上設(shè)計有溫度數(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模塊實現(xiàn)城市環(huán)境信息采集。城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Web）頁面功能結(jié)構(gòu)分析Web應(yīng)用城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Web）頁面功能結(jié)構(gòu)分析環(huán)境數(shù)據(jù)頁面是通過WEB的地圖插件實時顯示不同城市的PM2.5數(shù)據(jù)。城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Web）頁面功能結(jié)構(gòu)分析環(huán)境數(shù)據(jù)頁城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Web）頁面功能結(jié)構(gòu)分析更多信息頁面的功能主要是智云服務(wù)連接配置界面，本頁面分為三個子功能，通過列表進行切換顯示，“IDKey”列表項通過設(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?！癕AC設(shè)置”列表項顯示設(shè)備MAC地址?！癕AC設(shè)置”列表項顯示版本信息與升級。城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Web）頁面功能結(jié)構(gòu)分析更多信息頁程序分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(fā)（Web）程序分析城市環(huán)境采集系統(tǒng)軟件開發(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實驗箱中的經(jīng)典型無線節(jié)點ZXBeeLiteB，采集類傳感器Sensor-A，Android智能網(wǎng)關(guān)。請參照實驗箱的使用說明書進行設(shè)備間的連接操作，設(shè)備連接完成后示意圖如下,本項目只需要使用采集類傳感器Sensor-A節(jié)點板：硬件設(shè)備部署城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)部署測試城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)移動端應(yīng)用安裝城市環(huán)境信息采集系統(tǒng)部署測試Android網(wǎng)關(guān)設(shè)備使用USB數(shù)據(jù)連接線通過OTG接口與PC的USB接口進行連接。連接成功后我的電腦中會出現(xiàn)如下圖設(shè)備：打開電