基于ZigBee路燈組網(wǎng)的手機控制系統(tǒng)設(shè)計

基于ZigBee路燈組網(wǎng)的手機限制系統(tǒng)設(shè)計摘要：為了實現(xiàn)對組網(wǎng)路燈遠(yuǎn)程的信息獲得與管理，通過結(jié)合ZIGBEE路由技術(shù)，數(shù)據(jù)庫，Java語言以及Eclipse編譯工具，重點設(shè)計完成了該路燈組網(wǎng)管理系A(chǔ)PP，實現(xiàn)了在移動終端上呈現(xiàn)路燈的運行數(shù)據(jù)界面以及通過移動終端對路燈進行遠(yuǎn)程限制和監(jiān)控。關(guān)鍵詞：ZIGBEE；路燈組網(wǎng)；遠(yuǎn)程限制；移動終端中圖分類號：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044（2017）17-0039-02隨著環(huán)保，節(jié)能概念的日益推廣與國家支持，智能化，無限化已經(jīng)成了路燈發(fā)展的主要趨勢。LED光源以其節(jié)能環(huán)保著名于世，在傳統(tǒng)路燈的取代上，加上智能無線網(wǎng)的推廣應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)利用手機監(jiān)控路燈?；赯igBee的無線傳感應(yīng)用技術(shù)與手持終端安卓應(yīng)用平臺結(jié)合，可以完成對路燈的實時監(jiān)控。針對一系列的狀況分析并且加以處理，能實現(xiàn)自動警報，精確定位，智能報修，試試更改路燈狀態(tài)等功能，大大提高路網(wǎng)的照明效率以及修理檢測的便利。1相關(guān)技術(shù)介紹在工?I4.0與中國制造2025的提倡下，物聯(lián)網(wǎng)、無線技術(shù)將會成為市政路燈照明系統(tǒng)或私家照明系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢。本文采納Android系統(tǒng)的移動終端并結(jié)合ZigBee技術(shù)對路燈系統(tǒng)進行監(jiān)控。Android是主要運用于便攜設(shè)備的一種以Hinux與Java為基礎(chǔ)的開放源代碼操作系統(tǒng)，分為四個層，分別是應(yīng)用程序?qū)樱ˋpplications）、應(yīng)用程序框架層（ApplicationFramework）、系統(tǒng)運行庫層（Libraries和AndroidRuntime）和Linux內(nèi)核層（LinuxKernel）。Zigbee是一種新奇的近程無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。在當(dāng)今嵌入式應(yīng)用特別受歡迎。它有低功耗、低成本、低速率、近距離、短時延、高容量、高平安等7大特點。2系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及實現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的今日，移動端的平安隱患是其發(fā)展中出現(xiàn)的主要問題之一，因此本軟件采納了兩步驗證（Two-factorAuthentication）的設(shè)計方式，服務(wù)器接收限制信息并分別權(quán)限，驗證手機供應(yīng)的公鑰文件，若PbulicKey的參數(shù)正確，則按賜予用戶高級交互權(quán)限。連接主動中斷后，系統(tǒng)自動刪除Cookie和私鑰文件。利用這種方法就能保證訪問限制系統(tǒng)時的平安性。因此假如那些不知道管理密碼的人只能查看路燈信息但不能管理；此外管理人員在管理路燈的時候不用每次都輸入密碼，即每當(dāng)輸入一次后就有公鑰進行驗證并且擁有72小時的公鑰驗證賜予的限制時間。計時系統(tǒng)依據(jù)后端服務(wù)器中架設(shè)的NTP（時間同步服務(wù)器）服務(wù)進行驗證，防止移動端單方面修改時間造成的越權(quán)。路燈監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心及移動限制端、無線網(wǎng)絡(luò)、路燈節(jié)點3部分組成。監(jiān)控中心以NAS作為服務(wù)器終端，運維人員通過NAS傳出的數(shù)據(jù)對路燈進行監(jiān)控。并且，Android移動終端通過Socket與服務(wù)器相連接，運維人員手持安卓智能手機向服務(wù)器提交懇求并通過服務(wù)器返回值在安卓應(yīng)用上的可視化數(shù)據(jù)對路燈的運行狀態(tài)進行監(jiān)理，由此實現(xiàn)移動終端對路燈的監(jiān)控。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。軟件基于C/S架構(gòu)，限制子系統(tǒng)和信息處理子系統(tǒng)基于Android智能移動平臺。在Android系統(tǒng)中，自頂向下由應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用程序框架層、外部庫層、Android運行時庫層、硬件抽象層HAL和Linux內(nèi)核組成。Android智能移動平臺的研發(fā)須要借助JavaNativeInterface、Eclips和NativeDevelopKit等工具和方法。信息處理與限制子系統(tǒng)的MVC模式如圖2所示。其中移動端數(shù)據(jù)可視化的實現(xiàn)的主要是接收從服務(wù)器端傳送的路燈數(shù)據(jù)，創(chuàng)建在硬盤緩存中的監(jiān)聽套接字，以此開啟路燈運維監(jiān)控。之后將服務(wù)器端封裝后傳出的路燈參數(shù)解碼并創(chuàng)建SVG圖像，可作動態(tài)也可作靜態(tài)地進行顯示。路燈組網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖3所示。用戶通過APP可以可視化的管理路燈，可以實現(xiàn)限制路燈開關(guān)、路燈四周光照參數(shù)分析、可隨意設(shè)置路燈自動開關(guān)燈時間、工單遞交、人工服務(wù)、故障信息的反饋及報警等功能。工作人員利用路燈組網(wǎng)監(jiān)控系A(chǔ)PP客戶端向服務(wù)器管理懇求，通過服務(wù)器調(diào)用城市照明運行管理系統(tǒng)服務(wù)端接口對城市路燈進行管理，并向該客戶端發(fā)送路燈的工作狀態(tài)；可以即時地向客戶端發(fā)送故障信息；支持通過發(fā)送心跳包檢測客戶端是否在線以及消息的完整性檢杏等功能。在可視化方面的應(yīng)用確定運用Android自帶的圖形系統(tǒng)。即SurfaceView的繪圖方法，依據(jù)Android開發(fā)者文檔，把Sur-faceView和SurfaceHolder兩個公共庫聯(lián)合調(diào)用，干脆從端內(nèi)存或其他存在傳人參數(shù)的接口取得圖形參數(shù)，創(chuàng)建其他線程并且在其中向客戶端上繪制，在用戶界面中顯示。之所以這么做是因為采納在自定義View進行繪圖的方法，即存在一些缺陷：View缺乏雙緩沖機制。SurfaceView啟用新的線程去更新Sur-faceView的繪制，通過不停地重新繪制畫面實現(xiàn)視頻效果，由于是在新的線程中更新畫面，不會堵塞主uI線程，這樣避開畫圖任務(wù)繁重的時候造成主線程堵塞，從而提高了程序的反應(yīng)速度。MVVM共分為三層，view層、viewmodel層和model層，其中view層和viewmodel層相互連接；view層和viewmodel層是相互綁定的關(guān)系，當(dāng)更新viewmodel層的數(shù)據(jù)的時候，view層會相應(yīng)的變動ui；view層和model層不能相互知到，完全的解耦，view-model層充當(dāng)了橋梁的作用。當(dāng)用戶動身事務(wù)的時候，用于操作view層發(fā)出的事務(wù)傳遞到viewmodel層中，viewmodel層去變更model層，并且將數(shù)據(jù)返回給view層，整個過程中view層和model層完全沒有聯(lián)系。手機端APP在人為打開之后不僅須要主動與服務(wù)器進行連接，還要能夠從服務(wù)器獲得路燈信息、向服務(wù)器傳遞限制參數(shù)、通過獲得路燈的返回值并推斷故障類型。本APP技術(shù)棧運用Socket架構(gòu)實現(xiàn)雙方的通信。當(dāng)APP與服務(wù)器端勝利建立連接后，兩端均通過JAVA標(biāo)準(zhǔn)庫里的InputStream類和Output-Slxeam類進行雙向通信。為了提高平安性，在AndroidManifest.xml文件中加入訪問網(wǎng)絡(luò)的權(quán)限過濾。系統(tǒng)在設(shè)計過程中，應(yīng)對其進行冒煙測試，在整個系統(tǒng)設(shè)計基本完成之后，也應(yīng)當(dāng)對其進行整體測試。通過輸入嵌入式平臺服務(wù)端的網(wǎng)絡(luò)IP地址從而完成手機客戶端與平臺的建立連接，而無線傳感器的節(jié)點是通過室內(nèi)環(huán)境的變更傳輸相應(yīng)數(shù)據(jù)到ZigBee終端，然后將數(shù)據(jù)通過協(xié)調(diào)器發(fā)送到服務(wù)端并且將之顯示出來，在接收到的數(shù)據(jù)之后，經(jīng)過處理，反饋給手機終端，發(fā)出什么指令則依據(jù)接收到的具體數(shù)據(jù)。手機端發(fā)送的指令顯示在在嵌入式平臺服務(wù)端，服務(wù)端將數(shù)據(jù)傳通過串口送給Zigbee協(xié)調(diào)器，并通過Zi曲ee終端執(zhí)行相應(yīng)指令的功能。系統(tǒng)采納的傳感器依據(jù)用途應(yīng)放在合適的區(qū)域，比如：溫濕度傳感器主要用于監(jiān)控是四周環(huán)境變更，適合安放在門窗，過道等地方。這些傳感器所采集得到的數(shù)據(jù)信息會在嵌入式平臺服務(wù)端顯示出來，如溫濕度的具體數(shù)值，紅外傳感推斷是否有生疏人出入等。在測試過程中，所得到的結(jié)果應(yīng)當(dāng)會和實際狀況有出入，所差無幾，即符合設(shè)計的須要。3結(jié)束語路燈組網(wǎng)管理系統(tǒng)APP是以Eclipse編譯環(huán)境下的Java語言