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1、任务6 智慧交通沙盘系统软件的设计目 录任务目标01相关知识点02任务实施03任务目标任务目标v 通过该任务，熟悉实际项目的开发过程，掌握通过该任务，熟悉实际项目的开发过程，掌握C#在实际项在实际项目开发中的综合应用。目开发中的综合应用。相关知识v 1. 开发环境开发环境v 系统开发平台：系统开发平台：Microsoft Visual Studio 2010v 系统开发语言：系统开发语言：C#v 运行环境：运行环境：Microsoft .NET Framwork4.0v 硬件环境：山东微分智能交通沙盘硬件环境：山东微分智能交通沙盘v 2. 系统架构系统架构v 智能交通沙盘系统软件采用智能交通沙
2、盘系统软件采用C/S架构，智慧交通软件是智架构，智慧交通软件是智慧交通沙盘系统的软件组成部分，是面向用户的使用和操慧交通沙盘系统的软件组成部分，是面向用户的使用和操作平台，用户使用软件来获得系统硬件部分的相关信息，作平台，用户使用软件来获得系统硬件部分的相关信息，以及对远端硬件发送控制指令等。以及对远端硬件发送控制指令等。相关知识v 1）系统架构）系统架构v 系统整体物理结构如图系统整体物理结构如图6-21所示。所示。图6-21 智能交通物理架构图相关知识v 本系统传感器节点采用本系统传感器节点采用ZigBee无线通信方式，与网关所带无线通信方式，与网关所带的协调器组成星型网络。协调器将接收到
3、的数据通过串口的协调器组成星型网络。协调器将接收到的数据通过串口发送给网关，并通过串口接收网关下发的指令信息。发送给网关，并通过串口接收网关下发的指令信息。PC客客户端与手机客户端均采用户端与手机客户端均采用TCP的方式与网关通信，从而实的方式与网关通信，从而实现对现对ZigBee节点的控制，并接收节点的控制，并接收ZigBee节点上传的传感节点上传的传感器数据。器数据。相关知识v 2）系统功能）系统功能v 系统功能框图如图系统功能框图如图6-20所示。所示。 图6-20 系统功能结构图相关知识v ETC车辆信息显示：利用车辆信息显示：利用125K读卡器模拟读卡器模拟ETC卡号读取，卡号读取，
4、显示经过显示经过ETC的卡号，并通过直流电机模拟控制的卡号，并通过直流电机模拟控制ETC自动自动抬杆。抬杆。v 车辆路径选择：通过继电器模拟小车路线选择。车辆路径选择：通过继电器模拟小车路线选择。v 环境监测：实时显示智慧交通沙盘内安装的传感器上传的环境监测：实时显示智慧交通沙盘内安装的传感器上传的温湿度、光照、是否发生火灾以及是否有雨滴等数据。温湿度、光照、是否发生火灾以及是否有雨滴等数据。v 车辆定位：用车辆定位：用13.56读卡器模拟车辆定位。读卡器模拟车辆定位。v 红绿灯时长设置：通过设置数码管，模拟红绿灯并模拟设红绿灯时长设置：通过设置数码管，模拟红绿灯并模拟设置红灯时长。置红灯时长
5、。任务实施v 1. 模块设计模块设计v 1）通信模块）通信模块v 描述：作为客户端连接网关，既可接收网关数据，也可向描述：作为客户端连接网关，既可接收网关数据，也可向网关发送指令，同时实时显示连接状态，通过心跳机制实网关发送指令，同时实时显示连接状态，通过心跳机制实现掉线重连。智能交通界面设计如图现掉线重连。智能交通界面设计如图6-22所示。右上角表所示。右上角表示连接状态，若未连接成功则显示为灰色。连接成功服务示连接状态，若未连接成功则显示为灰色。连接成功服务端，则亮起。端，则亮起。图6-22 智能交通界面任务实施v 通信模块与网关通信流程如图通信模块与网关通信流程如图6-23所示。所示。图
6、6-23 通信流程图任务实施v 通信模块与网关通信协议格式如表通信模块与网关通信协议格式如表6-2所示。设备所示。设备ID与类型与类型如表如表6-3所示。所示。命令字命令字含义含义数据示例数据示例device_id设备ID1device_type设备类型16transfer_type无线传输方式Zigbeedevice_value设备状态值5/truetimestamp时间2015-10-26 12:58:07cmd命令字set_switchargs命令参数device_id:102,device_type:24, device_value:true表6-2 协议格式任务实施序号序号传感器名称
7、传感器名称设备设备ID设备类型设备类型1温度传感器1162湿度传感器2173光照传感器3184火焰传感器156385直流电机105256数码管103317RFID 13.56201418RFID 125K202409继电器242410雨滴1553711风扇1022412LED灯1012413小车193161表6-3 设备ID与类型列表v 例如，网关发送到例如，网关发送到PC客户端的温度数据格式如下：客户端的温度数据格式如下：v device_id:1,device_type:16,transfer_type:zigbee,device_value:19,timestamp:2015-10-26
8、 12:58:07v PC客户端发送控制命令到网关，控制风扇开的数据格式如客户端发送控制命令到网关，控制风扇开的数据格式如下：下：v cmd:set_switch,args:device_id:102,device_type:24,device_value:true任务实施任务实施v 2）红绿灯时长设置）红绿灯时长设置v 红绿灯界面设计如图红绿灯界面设计如图6-24所示所示。v 操作流程：在调节框内调节相应方向的红灯时长，点击操作流程：在调节框内调节相应方向的红灯时长，点击“设置设置”按钮后获取时长数值，然后组包后发送给网关，用按钮后获取时长数值，然后组包后发送给网关，用数码管模拟显示时长，发
9、送的数码管模拟显示时长，发送的JSON数据如下：数据如下：v args:device_id:103,device_type:31,device_value:10,cmd:set_switch图图6-24 红绿灯设置界面红绿灯设置界面任务实施v 3） ETCv ETC界面设计如图界面设计如图6-25所示。所示。v ETC操作流程：刷操作流程：刷125kHz RFID标签，网关上显示卡号，标签，网关上显示卡号，同时电机转动一段时间后自动停止。同时电机转动一段时间后自动停止。图6-25 ETC界面任务实施v PC客户端接收到来自网关的数据，显示客户端接收到来自网关的数据，显示ETC卡号，卡号，JSO
10、N数据格式如数据格式如下：下：v device_id:202,device_type:41,transfer_type:zigbee,timestamp:2016-04-12 21:56:42,device_value:740435679v PC客户端发送指令到网关，控制电机正转，客户端发送指令到网关，控制电机正转，JSON数据如下：数据如下：v args:device_id:105,device_type:25,device_value:1,200,cmd:set_switchv PC客户端发送指令到网关，控制电机反转，客户端发送指令到网关，控制电机反转，JSON数据如下：数据如下：v ar
11、gs:device_id:105,device_type:25,device_value:2,200,cmd:set_switchv PC客户端发送指令到网关，停止电机转动，客户端发送指令到网关，停止电机转动，JSON数据如下：数据如下：v args:device_id:105,device_type:25,device_value:3,200,cmd:set_switch任务实施v 4）交通控制）交通控制v 交通控制界面设计如图交通控制界面设计如图6-26所示。所示。图6-26 交通控制界面任务实施v PC客户端发送给网关的开灯客户端发送给网关的开灯JSON指令：指令：v args:devi
12、ce_id:101,device_type:24,device_value:true,cmd:set_switchv PC客户端发送给网关的关灯客户端发送给网关的关灯JSON指令：指令：v args:device_id:101,device_type:24,device_value:false,cmd:set_switchv PC客户端发送给网关的开风扇客户端发送给网关的开风扇JSON指令：指令：v args:device_id:102,device_type:24,device_value:true,cmd:set_switchv PC客户端发送给网关的关风扇客户端发送给网关的关风扇JSON
13、指令：指令：v args:device_id:102,device_type:24,device_value:true,cmd:set_switch任务实施v 5）小车控制）小车控制v 小车控制界面设计如图小车控制界面设计如图6-27所示。所示。图图6-27 小车控制界面小车控制界面任务实施操作流程：点击上、下、左、右方向按键和中间按键，可以控制小车前进、后操作流程：点击上、下、左、右方向按键和中间按键，可以控制小车前进、后退、左转、右转和停止。小车档速可设置退、左转、右转和停止。小车档速可设置15。控制小车以控制小车以5档前进，档前进，JSON指令格式：指令格式：cmd:set_switch
14、,args:device_id:193,device_type:161, device_value:1,5控制小车以控制小车以6档后退，档后退，JSON指令格式：指令格式：cmd:set_switch,args:device_id:193,device_type:161, device_value:1,6控制小车左转，控制小车左转，JSON指令格式：指令格式：cmd:set_switch,args:device_id:193,device_type:161, device_value:1,3控制小车右转，控制小车右转，JSON指令格式：指令格式：cmd:set_switch,args:devi
15、ce_id:193,device_type:161, device_value:1,4控制小车停止，控制小车停止，JSON指令格式：指令格式：cmd:set_switch,args:device_id:193,device_type:161, device_value:1,2任务实施v 6）环境监测）环境监测v 环境监测界面设计如图环境监测界面设计如图6-28所示。所示。v PC客户端接收到网关发来的光照值，客户端接收到网关发来的光照值，JSON数据如下：数据如下：v device_id:3,device_type:18,transfer_type:zigbee,timestamp:2016-04-12 21:58:28,device_value:85v 其他其他JSON样例类似，请查看表样例类似，请查看表6-3。图6-28 环境监测界面