基于zigbee的無線傳感網的下位機軟件設計畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 度傳感器把返回數據傳送到單總線上。該溫度傳感器要完成一個讀時序全過程， 至少需要 60 微秒。DS18B20 的讀時序如圖 所示。圖 DS18B20 的讀時序天津理工大學本科畢業設計（論文）30DS18B20 的寫時序同樣也分為寫 0 和寫 1 兩個時序過程。對寫 0 和寫 1 時序的要求大不相同，在寫 0 時序的過程中，單總線至少在 60 微秒內置為低電平，保證 DS18B20 在 15 微秒到 45 微秒之間準確地采樣單總線上的低電平，在寫 1時序的過程中，單總線置為低電平的 15 微秒內就得釋放單總線。DS18B20 的讀時序如圖 所示。圖 DS18B20 的寫時序DS18B20 軟件設計詳細程序請查看附錄 1。 MQ2 氣體傳感器軟件設計如圖 所示，MQ2 氣體傳感器可輸出數字信號和模擬信號，因此直接用 CC2530 芯片讀取電平信號和用 A/D 轉換讀取模擬信號即可。MQ2 氣體傳感器軟件設計詳細程序請查看附錄 2圖 MQ2 氣體傳感器引腳圖 5537 光敏電阻軟件設計光敏電阻隨著光線的變化，阻值也跟著發生變化。因此，CC2530 芯片對光敏電阻端口進行 A/D 轉換，可計算得出光敏電阻兩端的電壓，從而算出不同光強下電阻的阻值是多少。5537 光敏電阻軟件設計詳細軟件設計請查看附錄 3。天津理工大學本科畢業設計（論文）31 DSUN 人體感應模塊軟件設計人體紅外感應模塊是一種數字型傳感器模塊，輸出信號為電平信號。因此，CC2530 芯片讀取 DSUN 人體感應模塊輸出端電平，即可知道模塊是否有人在附近。DSUN 人體感應模塊軟件設計詳細軟件設計請查看附錄 4第 5 章 整機聯調本設計的用戶終端為筆記本或者手機，筆記本連接上無線路由器，打開瀏覽器，輸入 HTTP：//。智能家居網頁系統界面如圖 所示：圖 智能家居網頁系統界面調試流程說明：1）給 STM32 開發板上電，打開瀏覽器，輸入HTTP：//，進入網頁系統。2）使用串口大師，測試 STM32 串口接收和發送的協議是否有誤。3）給 ZigBee 協調器上電，當 LED2 燈亮時，證明無線傳感網建立成功。4）按次序分別給 4 個 ZigBee 路由器上電，當路由器 LED2 燈亮時，證明路由器與協調器成功連接；天津理工大學本科畢業設計（論文）325）分別按下 4 個 ZigBee 路由器的 RT 按鍵，當路由器 LED4 燈亮時，證明路由器向協調器發送傳感器數據。6）使用串口大師，測試 ZigBee 協調器串口接收和發送的協議是否有誤。7）確定 STM32 和 ZigBee 協調器的串口傳輸都無誤后，將 STM32 和 ZigBee協調器的串口 RxD 和 TxD 交叉相接。打開筆記本的瀏覽器，輸入HTTP：//，進入網頁系統，點擊網頁系統刷新連接，能刷新各 ZigBee 路由器節點的傳感器數據，而且能對各路由器節點的繼電器進行開關控制。STM32 和 ZigBee 整機聯調如圖 所示圖 STM32 和 ZigBee 整機聯調天津理工大學本科畢業設計（論文）33第 6 章 總結與展望本設計分析了目前國內外智能家居系統的發展現狀和未來趨勢，根據了相關技術設計了一個基于 ARM 和 ZigBee 的智能家居系統。在現有的 ZigBee 無線傳感網解決方案基礎上，采用 ST 公司基于 ARM CortexM3 內核的STM32F103 處理器作為嵌入式服務器的主控制器平臺，提出了 ARM 處理器和ZigBee 無線技術相結合的設計方案。相對于傳統的智能家居系統，本設計融合了互聯網通信技術，無需 PC 長時間在線工作，實現了真正意義上的物聯網，用戶可以通過外網遠程對智能家居系統進行實時的數據采集和開關控制。隨著物聯網技術的不斷發展，智能家居越來越接近我們的生活，給我們的生活帶來了更多的便捷和安全，足不出戶就能解決生活上的種種麻煩。本課題提出的設計方案可以在無線路由器和嵌入式智能家居網頁系統的融合作延伸，2022 年初，小米公司推出了一款小米路由器，它不僅僅具備了普通路由器的功能，作為家庭數據中心，它還支持遠程下載。最近，小米公司正式宣布把小米智能家居控制中心業務和小米路由器融為一體，小米路由器具有智能家居業務的所有強大功能。相信不久的未來，路由器會成為智能家居系統的一個重要控制中心。由于實驗條件有限、時間的不足和自身能力的限制，本設計還存在著許多不足之處，在后續工作中需要改進的有以下幾個方面：1）本設計中的嵌入式 Web 服務器僅是一個靜態 HTML，沒有建立一個完整的數據庫，無法查詢歷史的傳感器數據，還需考慮用戶對查詢歷史數據和實時曲線圖的需要。2）整個設計都是從理想的角度下進行開發，因此，對系統的安全性、實時性、穩定性考慮得還不夠全面，還需在實際環境下進行多次的測試。天津理工大學本科畢業設計（論文）34參考文獻[1]袁霞，羅克露. STM32 和 CC2520 的智能家居系統網關設計[J]. 單片機與嵌入式系統應用，2022，05.[2]陳莉. 基于 ZigBee 協議的環境監測無線傳感器網絡測量節點的設計[D].上海交通大學，2022.[3]閆沫. ZigBee 協議棧的分析與設計[D].廈門大學，2022.[4]梁華軍. 基于 ARM9 與 ZigBee 無線監測系統的開發研究 [D].華南理工大學，2022.[5]孟令許. 基于 S3C2440A 的 ZigBee+WiFi 的智能家居控制系統 [D].成都理工大學，2022.[6]王風. 基于 CC2530 的 ZigBee 無線傳感器網絡的設計與實現[D].西安電子科技大學，2022.[7]崔茭. 基于 ARM 和 ZIGBEE 的物聯網智能家居系統的設計[D].東華大學，2022.[8]師振偉. 基于 ARM 和 ZigBee 的智能家居無線終端控制系統的設計 [D].西安工業大學，2022.[9]龐博. 基于 ARM 與無線自組網的家庭安全監測系統[D].東北石油大學，2022.[10]張道勇，張輝 . 基于嵌入式以太網與 ZigBee 協議的測控系統設計[J]. 科學技術與工程，2022，32.天津理工大學本科畢業設計（論文）35附 錄 1 DS18B20 軟件程序設計void init_1820(void) { SET_OUT； SET_DQ；//輸出 1 CL_DQ； Delay_nus(550)；//拉低一段時間 550 SET_DQ；//釋放 SET_IN；//輸入 Delay_nus(20)； //釋放總線后等待 1560us 40 while(IN_DQ) {；}//等待回復 Delay_nus(240)；//回復的低電平在 60 到 240us SET_OUT； SET_DQ；//回到初始 DQ=1；}void write_1820(UINT8 x) { UINT8 m； SET_OUT； for(m=0；m8 ；m++) { CL_DQ； if(xamp。(1m)) //寫數據，從低位開始 { SET_DQ； } else { CL_DQ；天津理工大學本科畢業設計（論文）36 } Delay_nus(40)； //15~60us SET_DQ； } SET_DQ； } UINT8 read_1820(void) { UINT8 temp，k，n； temp=0； for(n=0；n8；n++) { CL_DQ； SET_DQ； SET_IN； k=IN_DQ； //讀數據，從低位開始 if(k) temp|=(1n)； else tempamp。=~(1n)； Delay_nus(70)； //60~120us 70 SET_OUT； } return (temp)； } ////////////上位機處理數據部分/////////////////void DataChange(UINT8 * pSensorValue，UINT8 * pChBuf){ UINT8 temh，teml ； UINT16 num； 天津理工大學本科畢業設計（論文）37 teml=pSensorValue[0]； temh=pSensorValue[1]； //i=(Temp_channel0x31)*2； pChBuf[0]=39。T39。；//當前顯示的傳感器的編號 pChBuf[1]=39。：39。 ； num=teml*625； //小數部分的取值每位代表 （精度） if(flag==1) //判斷正負溫度 { pChBuf[2]=39。39。； //+0x2d 為變ASCII 碼 } else pChBuf[2]=39。+39。； if(temh/100==0) pChBuf[3]=39。 39。； else pChBuf[3]=temh/100+0x30； //+0x30 為變 0~9 ASCII 碼 if((temh/10%10==0)amp。amp。(temh/100==0)) pChBuf[4]=39。 39。； else pChBuf[4]=temh/10%10+0x30； pChBuf[5]=temh%10+0x30； pChBuf[6]=39。.39。； pChBuf[7]=num/1000+0x30；//忽略小數點后 1 位的數 pChBuf[8]=39。\039。；}附 錄 2 MQ2 氣體傳感器程序設計uint8 myApp_ReadGas( void ){ uint8 value； 天津理工大學本科畢業設計（論文）38 //P07 設為輸入 P0DIR amp。= ~0xa2； // 設置 為輸入方式 asm(NOP)；asm(NOP)； /* Clear ADC interrupt flag */ ADCIF = 0； ADCCON3 = (0x80 | HAL_ADC_DEC_064 | HAL_ADC_CHANNEL_7)； /* Wait for the conversion to finish */ while ( !ADCIF )； asm(NOP)；asm(NOP)； /* Get the result */ value = ADCH； return value；}附 錄 2 5537 光敏電阻程序設計uint8 myApp_ReadLightLevel( void ){ uint8 value； //P01 設為輸入 // P0DIR amp。= ~0xa2； // 設置 為輸入方式 asm(NOP)；asm(NOP)； /* Clear ADC interrupt flag */天津理工大學本科畢業設計（論文）39 ADCIF = 0； ADCCON3 = (0x80 | HAL_ADC_DEC_064 | HAL_ADC_CHANNEL_1)； /* Wait for the conversion to finish */ while ( !ADCIF )； asm(NOP)；asm(NOP)； /* Get the result */ value = ADCH； return value；}附 錄 4 DSUN 人體感應模塊程序設計uint8 myApp_ReadAlarm( void ){ uint8 value； //P0DIR amp。= ~0xa2； if(P0_5 == 0) { value = 0； } else { value = 1； } return value；}