物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)(實(shí)踐)

〔實(shí)踐〕課程考核方案學(xué) 期： 202204考期課程性質(zhì)：□理論 適用專(zhuān)業(yè)： 080905物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué) 分： 6一、課程考察目的與要求1、考察目的：通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)考察，引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)課程學(xué)問(wèn)和興趣，在把握根本物聯(lián)網(wǎng)硬軟件實(shí)踐技術(shù)的根底上，結(jié)合行業(yè)進(jìn)展和實(shí)際應(yīng)用需求，綜合運(yùn)用所學(xué)學(xué)問(wèn)，提升分析和設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的力量。2、考察要求：依據(jù)實(shí)際的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，通過(guò)設(shè)計(jì)具體方案，提交試驗(yàn)報(bào)告。二、考察內(nèi)容1大致思路。2大致思路。注：假設(shè)設(shè)計(jì)方案符合軟件工程標(biāo)準(zhǔn)，有需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能模塊設(shè)計(jì)、測(cè)試等環(huán)節(jié)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中用圖標(biāo)準(zhǔn)〔具有用例圖、時(shí)間圖、數(shù)據(jù)流圖、流程圖等〕的報(bào)告可以大幅加分。三、課程學(xué)習(xí)資料1、參考書(shū)籍：《物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》〔3版〕，劉云浩編著，科學(xué)出版社?！段锫?lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)施》，黃傳河等編著，機(jī)械工業(yè)出版社。2、網(wǎng)絡(luò)資源：用相關(guān)關(guān)鍵字網(wǎng)絡(luò)自行查找。四、試驗(yàn)報(bào)告要求1、格式：承受統(tǒng)一的格式模板。2、字?jǐn)?shù)：1000字及以上?！段锫?lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)》試驗(yàn)報(bào)告姓名姓名專(zhuān)業(yè)考籍號(hào)身份證號(hào)試驗(yàn)名稱(chēng)：物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)所用軟件設(shè)備：文字編輯軟件Word或者Late、畫(huà)圖軟件Visio或者其他畫(huà)圖軟件何能完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的編程工具試驗(yàn)?zāi)康囊螅?23一、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)和一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)構(gòu)成傳感器節(jié)點(diǎn)也稱(chēng)設(shè)備中心節(jié)點(diǎn)又稱(chēng)協(xié)調(diào)器系統(tǒng)總體硬件設(shè)計(jì)圖如圖1所示本系統(tǒng)中的傳感芯片，它是一種低功耗、低本錢(qián)的無(wú)線(xiàn)微掌握器，適用于IEEE802.15.4協(xié)議和ZigBee軟件應(yīng)用CC2530是一個(gè)真正的片上系統(tǒng)解決方案它能夠以格外低的材料本錢(qián)建立強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)它結(jié)合了領(lǐng)先的RF 收發(fā)器的優(yōu)良性能業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增加型8051CPU系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存、8KB、RAM、A/D轉(zhuǎn)換器以及很多其他強(qiáng)大的功能，并且其具有不同的運(yùn)行模式，使得它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)。圍圍著CC2530芯片，系統(tǒng)大致可分為三大模塊:CPU和內(nèi)存相關(guān)的模塊，外設(shè)、時(shí)鐘和電源治理相關(guān)的模塊以及無(wú)線(xiàn)電相關(guān)的模塊。Sensor CC2530LCDSensor CC2530

CC2530

GMCU PRSKeyboard1系統(tǒng)總框圖主控MCU選擇意法半導(dǎo)體公司STM32F103RBT6ARM推3264I/O128KBFlash20KBSRAM32SPI1CAN總線(xiàn)和1個(gè)USB接口。芯片的數(shù)據(jù)處理力量為1.25dMi/sMHZ，在72MHZ36mA2mA3251DSP的水平，具有較高的性?xún)r(jià)比和應(yīng)用前景。GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸選用西門(mén)子公司的MC35iGPRS的串口發(fā)送ATSTM32之間的數(shù)據(jù)交換。TCP/IPGPRSInternetPC機(jī)以SMS支持PDU以及Text1.5K，完全滿(mǎn)足各路傳TCP通道的同時(shí)傳輸。二、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)干從設(shè)備。協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)，它是全功能設(shè)備〔FF，有穩(wěn)定的電能供給，無(wú)需考慮功耗。從設(shè)備是承受電池供電的RFD，它只能直接與網(wǎng)電開(kāi)頭工作時(shí)，它就會(huì)檢測(cè)四周環(huán)境，選擇適宜信道。IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)定27026，每個(gè)具體的信道對(duì)應(yīng)著一個(gè)中心頻2.4GHZ16個(gè)信道〔11~26號(hào)信道。信道確定后，再選擇一個(gè)PAN標(biāo)識(shí)符，然后建立起自己的網(wǎng)絡(luò)。PAN標(biāo)識(shí)符用來(lái)唯一確定本網(wǎng)絡(luò)，以和其他的PAN區(qū)分。當(dāng)有數(shù)據(jù)要傳送時(shí)，設(shè)備便從休PAN160X0000~0XFFFD之間。至此，zigbee網(wǎng)絡(luò)就已構(gòu)建成功，設(shè)備和協(xié)調(diào)器之間便可進(jìn)展通信了。在本系統(tǒng)中使用的開(kāi)發(fā)環(huán)境是IAR7.6，承受的協(xié)議棧為T(mén)I 的2開(kāi)頭初始化

開(kāi)頭初始化參加網(wǎng)絡(luò)獲得網(wǎng)絡(luò)地址

成功建立網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽(tīng)休眠模式N有數(shù)據(jù)Y發(fā)送數(shù)據(jù)N， 發(fā)送成功Y

N節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)YGPRS發(fā)送協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件流程圖設(shè)備節(jié)點(diǎn)軟件流程圖2思路：基于zigbee的才智農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)ZigBee來(lái)自于蜜蜂跳ZigZagZigBee是一種短距離、低簡(jiǎn)單度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低本錢(qián)的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，它依據(jù)IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，可協(xié)調(diào)數(shù)千個(gè)微小的傳感器間的相互個(gè)傳感器傳到一個(gè)接收端，通信效率高。相對(duì)于現(xiàn)有的各種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，ZigBee技術(shù)是最低功耗和本錢(qián)的技術(shù)。由于ZigBee技術(shù)數(shù)據(jù)速率低和通信范圍小的特點(diǎn)，打算了ZigBee技術(shù)格外適合于承載數(shù)據(jù)流量較小的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，ZigBee的技術(shù)特性也打算它是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的最好選擇，將其用于作物環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)意義。zigbee技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)采集農(nóng)業(yè)種養(yǎng)殖場(chǎng)所〔如溫室大棚、水養(yǎng)殖場(chǎng)農(nóng)作物生長(zhǎng)需要進(jìn)展實(shí)時(shí)智能決策，并自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉指定的環(huán)境調(diào)整設(shè)壤溫度、CO2濃度等與農(nóng)作物生長(zhǎng)親熱相關(guān)環(huán)境參數(shù)進(jìn)展實(shí)時(shí)采集。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)----1、試驗(yàn)報(bào)告各工程齊全，報(bào)告內(nèi)容準(zhǔn)確、具體，有分析、有自己的見(jiàn)解，能正確解答思考題，可得A等〔優(yōu)秀〕成績(jī)。----2、試驗(yàn)報(bào)告各工程齊全，報(bào)告內(nèi)容準(zhǔn)確、較具體，有分析、有自己的見(jiàn)解，但不能正確解答思考題；或能正確解答思考題，但缺乏分析、缺乏自己的見(jiàn)解，可得B等〔良好〕成績(jī)。----3、試驗(yàn)報(bào)告各工程齊全，報(bào)告內(nèi)容準(zhǔn)確、較具體，但缺乏分析、缺乏自己的見(jiàn)解，不能正確解答思考題，得C等〔