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武漢華夏理工學院信息工程課程設計報告書課程名稱物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)設計課程設計總評成績學生姓名學號學生專業(yè)班級指導教師姓名課程設計起止日期201一、課程設計項目名稱基于ZigBee合同棧的智能家居控制燈系統(tǒng)二、項目設計目的及技術(shù)規(guī)定項目設計目的通過《物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)設計》課程設計,使學生能夠掌握物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)設計的開發(fā)流程、設計辦法,使學生能夠綜合應用《無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)》、《嵌入式技術(shù)》、《JAVAWEB程序設計》《Andriod程序設計》、《物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)設計》等物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程的知識。規(guī)定學生通過課程設計的教學環(huán)節(jié)進一步理解物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)總體架構(gòu),掌握物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)的基本設計辦法,程序開發(fā)流程,從而使學生對物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)設計能力有較大提高。項目的重要任務1.設計內(nèi)容:課程設計題目普通由指導教師提供,也能夠在老師的同意下學生自己題;4人一組,每組完畢的內(nèi)容不能雷同。設計參考題目以下:1)智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)2)智能家居控制燈系統(tǒng)3)智能農(nóng)業(yè)區(qū)-自動澆灌系統(tǒng)2.基本規(guī)定:1)學會單片機的應用辦法,開發(fā)環(huán)境;2)結(jié)合任務規(guī)定,完畢系統(tǒng)設計和調(diào)試,激勵功效擴展和創(chuàng)新;3)會應用protues工具,根據(jù)設計的電路,畫電路圖,并運用protues進行驗證仿真;4)熟悉匯編或C51語言,用C51完畢系統(tǒng)的軟件編程;5)按規(guī)范撰寫課程設計闡明書。3.項目分工上位機:李永紅、夏智君 下位機:陳建、李元毅4、課程設計環(huán)節(jié)及時間進度和場地安排1)指導老師下達課程設計任務書;2)完畢物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)設計;3)完畢系統(tǒng)制作和調(diào)試;4)繪制系統(tǒng)框圖和電路圖、或程序代碼;5)撰寫課程設計闡明書時間進度和場地安排:1.6月11日,下達課程設計任務書,介紹物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)設計,查閱有關資料,擬定設計方案,給團體分工合作。2.6月11日—14日,審查設計方案,擬定自己在團體的里面要完畢的任務,開始有關代碼的編寫及調(diào)試。3.6月15日,撰寫課程設計報告書,并準備答辯。5、實驗室(423)開放時間周次地點星期一星期二星期三星期四星期五第1周第5-8節(jié)第5-8節(jié)第5-8節(jié)第5-8節(jié)第5-8節(jié)實驗室423實驗室423實驗室423實驗室423實驗室4236、課程設計考核及評分原則1.設計闡明書規(guī)定課程設計闡明書規(guī)定邏輯清晰、層次分明、書寫整潔。闡明書格式涉及標題(中英文)、提綱、正文(涉及①設計項目規(guī)定與闡明。②電路原理分析。③軟件流程分析。④調(diào)試分析。⑤實驗數(shù)據(jù)分析。⑥答辯。⑦成績評定。)、附錄(圖紙.程序清單或軟盤)。課程設計闡明書須每人一份,獨立完畢。2.圖紙規(guī)定系統(tǒng)構(gòu)造框圖、protel電路圖三、項目設計方案論證基于ZigBee合同棧的智能家居控制燈系統(tǒng)設計的整體方案對ZigBee合同框架構(gòu)造進行分析,然后通過敘述合同的應用層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層和MAC層的功效,將無線傳感器網(wǎng)絡與ZigBee技術(shù)相結(jié)合,敘述無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的硬件和軟件設計辦法。在本設計中,選用功耗較小的CC2530芯片作為通信芯片來設計節(jié)點。通過編寫合同棧程序,進行包含匯聚節(jié)點及傳感器節(jié)點的組網(wǎng)通信實驗。運用VC++編寫上位機程序,通過串口進行數(shù)據(jù)交互,從而控制小燈。此系統(tǒng)的構(gòu)成框圖如圖3-1所示:發(fā)送發(fā)送無線模塊接受CC2530CC2530Zigbee4模塊CC2530Zigbee3模塊圖3-1基于ZigBee合同棧的智能家居控制燈系統(tǒng)設計的整體方案系統(tǒng)實現(xiàn)原理硬件原理圖本實驗使用的是CC2530芯片,CC2530含有一種IEEE兼容無線收發(fā)器。RF內(nèi)核控制模擬無線模塊。另外,它提供了MCU和無線設備之間的一種接口,這使得能夠發(fā)出命令,讀取狀態(tài),自動操作和擬定無線設備事件的次序。無線設備還涉及一種數(shù)據(jù)包過濾和地址識別模塊。本系統(tǒng)重要涉及LED、RS485模塊、USB轉(zhuǎn)串口電路、CC2530典型應用電路。以下圖所示:圖3-2-1CC2530的LED模塊圖3-2-2小燈模塊圖3-2-3USB轉(zhuǎn)串口電路節(jié)能燈模塊本實驗用的節(jié)能燈傳感器為12V供電,接通電源后節(jié)能燈亮,該節(jié)能燈能夠通過繼電器控制其開關,通過控制四路繼電器P1的吸合與斷開,控制節(jié)能燈的打開與關閉。圖節(jié)能燈傳感器接線闡明節(jié)能燈模塊信號DC12VGND--四路繼電器端子電源板+J1電源板-P1機柜面板----IO(綠色)表節(jié)能燈模塊連線闡明通信合同設計SensortypeSensorindexCmdidDataExtenDataEND2Byte1Byte1Byte1Byte6Byte2Byte1Byte闡明:SOF: 固定為0xEE0xCC,標志一幀的開始。Sensortype: 見附表一傳感器闡明。Sensorindex: 固定為0x01。Cmdid: 固定為0x01。Data: 為6Byte傳感器數(shù)據(jù)域,見附表一傳感器闡明。ExtenData: 為2Byte擴展數(shù)據(jù)域END: 固定為0xFF,標志一幀的結(jié)束。開燈指令:EECC0101010000000000010000FF關燈指令:EECC0101010000000000000000FF實驗連線闡明1.首先將節(jié)能燈模塊下方的信號孔(綠色香蕉孔)與香蕉線相連。2.將zibgee模塊下方的綠色香蕉孔(P1_4)與電扇的香蕉線相連接。然后將紅黃藍三根信號線分別插到對應顏色的香蕉孔。ZigbeeDebugerUSB仿真器連接到ZigBee模塊下方的20PIN插孔上。3.通過上位機軟件給ZigBee下載本實驗程序(途徑:家居農(nóng)業(yè)綜合實訓區(qū)\傳感層工程\實驗九節(jié)能燈模塊),具體下載辦法詳見《IAR軟件下載闡明文檔》。用IARMCS-51軟件,打開光盤源碼目錄中的人體傳感器工程并下載。4.將無線通訊節(jié)點的三根信號線分別接在智能網(wǎng)關上,設備上電(注意:紅黃兩根線一定要交叉?。?.打開網(wǎng)關端的SensorDemo軟件,配備好串口波特率115200并連接。6.點擊界面上的開關按鍵進行控制。當DATA數(shù)據(jù)區(qū)打印000000000000:表達關閉狀態(tài),打印000000000001:時表達打開狀態(tài)(具體合同詳見《CBT模塊通訊合同》文檔)。電扇上電后ZigBee模塊上的LED1紅燈會亮。四、軟件流程分析開始開始開始開始終端接受點擊上位機中的按鈕終端接受點擊上位機中的按鈕與否等于01串口發(fā)送是是與否等于01串口發(fā)送與否等于00與否等于00協(xié)調(diào)器接受協(xié)調(diào)器接受節(jié)能燈亮節(jié)能燈滅協(xié)調(diào)器廣播發(fā)送 節(jié)能燈亮節(jié)能燈滅協(xié)調(diào)器廣播發(fā)送終端組播發(fā)送應答指令協(xié)調(diào)器接受終端組播發(fā)送應答指令協(xié)調(diào)器接受通過串口發(fā)送至上位機通過串口發(fā)送至上位機顯示在顯示在上位機的編輯框中結(jié)束結(jié)束硬件部分功效程序?qū)崿F(xiàn)終端程序voidSampleApp_MessageMSGCB(afIncomingMSGPacket_t*pkt){uint16flashTime;switch(pkt->clusterId){caseSAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID:=128;=TRUE;線傳感器網(wǎng)絡的理論及其應用.北京:北京航空航天大學出版社,.[2]姜仲,劉丹等.ZigBee技術(shù)與實訓教程.北京:清華大學出版社,.[3]姜仲,劉丹ZigBee技術(shù)與實訓教程.北京.清華大學出版社..[4]王小強,歐陽駿無線傳感網(wǎng)絡設計與實現(xiàn)。北京.化學工業(yè)出版社。[5]基于CC2530的無線傳感器網(wǎng)絡監(jiān)控平臺任珍文,黃玉清刊名:《電子技術(shù)應用》出版日期:期號:第10期[6]MFCWindows應用程序設計習題解答及上機實驗/任哲,李益民,車進輝編著.2版,北京:清華大學出版社,.10[7]MFC

Windows程序設計:第2版/(美)帕羅賽斯(Prosise,J.)著;北京博彥科技發(fā)展有限責任公司譯.北京:清華大學出版社,.課程設計評分表評定

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