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項(xiàng)目四基于Android光照度采集步進(jìn)電機(jī)控制應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)能正確使用移動(dòng)設(shè)備通過WIFI通信獲取光照度信息和控制步進(jìn)電機(jī)了解Android光照度采集和控制的應(yīng)用場(chǎng)景掌握Android光照度采集和步進(jìn)電機(jī)控制程序的功能結(jié)構(gòu)掌握Android光照度采集和步進(jìn)電機(jī)控制程序功能設(shè)計(jì)掌握Android光照度采集和步進(jìn)電機(jī)控制程序的功能實(shí)現(xiàn)掌握Android光照度采集和步進(jìn)電機(jī)控制程序調(diào)試和運(yùn)行任務(wù)4.1移動(dòng)端WIFI通信光照度數(shù)據(jù)采集步進(jìn)電機(jī)控制4.2.1任務(wù)描述本次任務(wù)是在光照度采集項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,通過物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)設(shè)備中的光照度傳感器對(duì)周邊環(huán)境參數(shù)(光照信息)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,并將光照信息由ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸至嵌入式網(wǎng)關(guān),一方面移動(dòng)端通過WIFI通信方式連接嵌入式網(wǎng)關(guān),將采集到光照度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在移動(dòng)端網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手界面上,另一方面可以在網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手上發(fā)送字符串控制命令給嵌入式網(wǎng)關(guān),再由嵌入式網(wǎng)關(guān)中ZigBee協(xié)調(diào)器通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至ZigBee終端節(jié)點(diǎn),進(jìn)行控制步進(jìn)電機(jī)模塊的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),如圖所示光照度采集和步進(jìn)電機(jī)控制整體功能結(jié)構(gòu)。4.1.2任務(wù)分析
這里WIFI通信主要實(shí)現(xiàn)光照度采集和步進(jìn)電機(jī)控制兩部分功能,一個(gè)是光照度采集功能,另一個(gè)是步進(jìn)電機(jī)控制功能,這里光照度傳感節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)采集光照度數(shù)據(jù)信息,周期性地通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至ZigBee協(xié)調(diào)器,當(dāng)ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)之后,通過串口轉(zhuǎn)WIFI方式發(fā)送給WIFI無線通信模塊。當(dāng)移動(dòng)端連接嵌入式網(wǎng)關(guān)中WIFI模塊AP熱點(diǎn)之后,一方面將光照度數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)顯示在網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手運(yùn)行界面中,另一方面移動(dòng)端可以通過WIFI方式發(fā)送正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)控制命令信息給ZigBee協(xié)調(diào)器,再由ZigBee協(xié)調(diào)器通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至ZigBee終端通信節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制。4.1.3操作方法與步驟1)WIFI模塊網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置如下:(1)打開物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備電源,嵌入式網(wǎng)關(guān)中的WIFI模塊可以根據(jù)相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置,作為AP熱點(diǎn)組建局域網(wǎng),實(shí)現(xiàn)WIFI無線采集和控制,如圖所示。
(2)將功能開關(guān)檔位切換到移動(dòng)端檔之后,嵌入式網(wǎng)關(guān)將傳感器采集的數(shù)據(jù)信息通過WIFI模塊無線發(fā)送至移動(dòng)設(shè)備端,從而無線接收各種采集數(shù)據(jù),如圖所示。3)WIFI通信采集的光照度傳感器和步進(jìn)電機(jī)控制模塊如圖所示。(4)在Android移動(dòng)設(shè)備端上,打開WIFI功能,連接WIFI模塊熱點(diǎn)CYWL001,如圖所示。(5)運(yùn)行Android手機(jī)中的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手軟件,選擇tcpclient通信模式,然后單擊增加按鈕,出現(xiàn)如圖1-8所示對(duì)話框,IP地址輸入192.168.4.1,端口為8002。。(6)如果連接WIFI模塊成功,則顯示傳感器端周期性傳輸過來的相關(guān)采集數(shù)據(jù),如光照度信息顯示數(shù)據(jù),222222代表光照度傳感器顯示當(dāng)前有光照,如果遮擋光照度傳感器,則顯示111111,代表當(dāng)前無光照,如圖所示。(7)如果發(fā)送步進(jìn)電機(jī)控制命令,需要將客戶端發(fā)送方式設(shè)置為文本,如圖所示。(8)在發(fā)送區(qū)發(fā)送字符串“297”,單擊“手動(dòng)發(fā)送”按鈕,則通過移動(dòng)端端向嵌入式智能網(wǎng)關(guān)WIFI模塊發(fā)送297,這時(shí)終端采集節(jié)點(diǎn)通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)接收297字符串,然后控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn),同理發(fā)送“2A7”,控制步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn),如圖所示。任務(wù)4.2基于Android光照度采集步進(jìn)電機(jī)控制程序開發(fā)4.2.1任務(wù)描述在4.1任務(wù)中,光照度傳感節(jié)點(diǎn)可以將采集到光照度數(shù)據(jù)通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸至嵌入式網(wǎng)關(guān),然后嵌入式網(wǎng)關(guān)通過WIFI方式與移動(dòng)端通信,可以將光照度數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)顯示在網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手界面上,同時(shí)移動(dòng)端可以通過WIFI方式發(fā)送步進(jìn)電機(jī)控制命令給嵌入式網(wǎng)關(guān),無線控制步進(jìn)電機(jī)模塊,本次任務(wù)通過Android的采集控制編程,實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備平臺(tái)上光照度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示,并將采集到的光照信息根據(jù)條件進(jìn)行判斷,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制步進(jìn)電機(jī)(模擬電動(dòng)窗簾馬達(dá))的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn),讓同學(xué)們?cè)谶@次項(xiàng)目實(shí)踐中能夠掌握Android光照度采集步進(jìn)電機(jī)控制程序開發(fā)技術(shù)。4.2.2任務(wù)分析(1)光照度采集模塊設(shè)計(jì)光照度采集模塊主要實(shí)現(xiàn)在Android光照度采集步進(jìn)電機(jī)控制程序運(yùn)行界面上進(jìn)行光照度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示。這里光照度傳感節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)采集光照度數(shù)據(jù)信息,周期性地通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至ZigBee協(xié)調(diào)器,由ZigBee協(xié)調(diào)器通過串口轉(zhuǎn)WIFI發(fā)送至WIFI模塊,當(dāng)手機(jī)移動(dòng)端通過WIFI無線通信連接嵌入式網(wǎng)關(guān)中WIFI模塊AP熱點(diǎn)之后,將光照度數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)發(fā)送到光照度采集步進(jìn)電機(jī)控制程序中進(jìn)行解析處理,并最終顯示在Android圖形交互界面上,如圖所示光照度采集模塊流程圖。(2)步進(jìn)電機(jī)控制模塊設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制模塊主要實(shí)現(xiàn)通過WIFI方式對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)操作。當(dāng)點(diǎn)擊Android的光照度采集步進(jìn)電機(jī)控制程序界面上步進(jìn)電機(jī)按鈕時(shí),移動(dòng)端通過WIFI無線方式發(fā)送控制命令信息給嵌入式網(wǎng)關(guān)的WIFI通信模塊,然后通過WIFI轉(zhuǎn)串口將數(shù)據(jù)發(fā)給ZigBee協(xié)調(diào)器,再由ZigBee協(xié)調(diào)器通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至ZigBee終端節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制。如圖所示步進(jìn)電機(jī)控制模塊流程圖。打開Android-Studio開發(fā)環(huán)境,選擇相應(yīng)的控件之后,在屬性欄中設(shè)置相關(guān)屬性值,光照度采集步進(jìn)電機(jī)控制程序界面設(shè)計(jì)完成之后如圖所示。4.2.3界面設(shè)計(jì)將上圖中主要控件進(jìn)行規(guī)范命名和設(shè)置初始值,如表進(jìn)行說明。4.2.4光照度采集步進(jìn)電機(jī)控制程序下載至移動(dòng)端運(yùn)行(1)程序編譯完成之后,單擊紅色的三角運(yùn)行按鈕,將光照度采集步進(jìn)電機(jī)控制程序下載至移動(dòng)端,如圖所示。(2)當(dāng)光照度采集步進(jìn)電機(jī)控制程序下載至移動(dòng)端之后,首先將移動(dòng)端WIFI網(wǎng)絡(luò)連接到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備WIFI模塊的AP熱點(diǎn)中,然后
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