《2022年物联网-智能家居-项目构建SOP .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年物联网-智能家居-项目构建SOP .pdf（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、项目构建说明一、项目总体架构物联网智能家居控制系统是采用最新的物联网技术，通过感知层 （手机、电脑远程、语音、触屏等）获取控制信号，通过无线信号、网络等网络层通道传输信号到应用层处理器集中处理，最终实现智能化识别、监控、管理等功能控制。本次实践的目标是实现手机、电脑远程、语音、触屏这四种控制方式，对常用家电空调、电灯的控制。手机、远程电脑、触屏按钮、语音信号他们分别获取自己的信号并处理发送到控制中心，控制中心已经有了对应的信号编码，哪些是空调的控制信号，哪些是电灯的控制信号，哪些是打开信号，哪些是关闭信号。当控制中心接收到对应的信号时，识别信号，并做出对应的处理空调的打开或者电灯关闭等。 空调
2、或者电灯接收到来自控制中心的信号后，就立即做出对应的反应。项目的大致架构图如下：控制中心手机远程控制电脑远程控制手机短信信号按键点触信号语音控制触屏控制按钮点触信号语音识别信号空调电灯对应控制信号图 1.1 项目的硬件实物架构图如下：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 图 1.2 根据项目总体架构图可以看出， 这个项目分为以下几个模块： 电脑远程控制、手机远程控制、语音控制、触屏和服务器端搭建、基于zigbee的无
3、线通信模块、终端模拟的实现。 但是在具体实现过程中， 由于受硬件器材限制， 四种控制只实现了触屏控制和电脑远程控制。 而且由于空调和电灯的实物控制需要单独的芯片和空调电灯实物， 在具体实践过程中， 这些器材都不具备， 最后只能将空调和电灯采用电脑终端图形模拟来实现。根据项目的已实现部分，即电脑终端模拟、触屏控制、电脑远程控制、触屏和服务器端搭建、基于zigbee的无线通信模块。下面根据每一实现的模块构建，具体进行分析。二、无线通信模块 硬件标准配置?CC2430 无线节点 2 只；?CC2430/2431仿真器 1 个；?2.4G 胶套天线 2 根；?RS232串口电缆 1 根；?USB转 R
4、S232串口连接转换线；实物图如下：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - 图 2.1 软件环境?Win7；?IAR开发环境；?各种硬件驱动程序；IAR嵌入式开发环境：图 2.2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - 软件编译过程：第一， 建
5、立工程文件。在 file 中选择 new，在选择 workspace即可。第二， 添加文件，编写代码。第三， compile，并纠错，然后 Make。图 2.3 第四， Debug，之前应连接好对应的硬件仿真器，将代码加载到节点中去。 核心代码流程分析本次实践的无线通信是基于zigbee 的无线模块，主要功能是实现点对点的通信即可。大致代码流程如下：图 2.4 首先，mini2440 需要将控制信号通过自己的串口传送到CC2430的串口寄存器 U0DBUF ，这个寄存器中一旦接收到数据就会自动转发数据，给一个extern 型的变量 send_temp，这个变量中的数据，经过radioSend(
6、)将数据广播出去；此时接 收 端 的radioReceive()监 听 到 来 自 发 送 端 的 信 号 ， 并 将 信 号 暂 存 在receiveBuffer0中，经 Putchar()函数将数据再次送到串口寄存器U0BUF 中去，U0BUF再将数据传输给PC的串口， PC模拟端通过采集来自串口的数据，来获取名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 信号。三、基于 mini2440 的 QT触屏开发环境搭建 开发环
7、境介绍硬件环境：友善之臂mini2440 Linux版本：fedora 9.0 建立交叉编译环境在 Linux 平台下，要为开发板编译内核，图形界面Qtopia，bootloader，还有其他一些应用程序， 均需要交叉编译工具链。 之前的系统， 要使用不同的编译器版本才能正常编译各个部分， 因此要在开发过程不断切换设置，这十分不利于初学者使用，也降低了开发的效率；自从Linux-2.6.29 开始（开发板所配内核已为最新的 Linux-2.6.32.2），我们把交叉编译器统一为 arm-linux-gcc-4.4.3，下面是它的安装设置步骤。 拷贝 arm-linux-gcc-4.4.3.tg
8、z至 tmp/ 目录下#cd /tmp #tar xvzf arm-linux-gcc-4.4.3.tgz C / 注意： C 后面有个空格，并且C 是大写的，它是英文单词“Change ”的第一个字母，在此是改变目录的意思。执行该命令，将把arm-linux-gcc 安装到 /usr/loca/arm/ 4.4.3 目录。 把编译器路径加入系统环境变量运行命令#gedit /root/.bashrc 编辑/root/.bashrc 文件，在最后一行添加：export PATH=$PATH: /opt/FriendlyARM/toolschain/ 4.4.3/bin 名师资料总结 - - -
9、精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 图 3.1 Qtopia-2.2.0的编译 解压安装嵌入式图形系统qtopia 源代码在工作目录 /opt/FriendlyARM/mini2440 中执行：#cd /opt/FriendlyARM/mini2440 #tar xvzf /tmp/linux/x86-qtopia.tgz #tar xvzf /tmp/linux/arm-qtopia.tgz 将创建 x86-qtopia 和 arm-q
10、topia 两个目录，并内含相应的全部源代码。 编译和运行 x86 版本的 Qtopia-2.2.0 进入工作目录，执行以下命令#cd /opt/FriendlyARM/mini2440/x86-qtopia #./build-all (该过程比较长，需要运行大概30 分钟左右 ) 说明： ./build-all 将自动编译完整的Qtopia 和嵌入式浏览器，你还可以先后执行./build 和./build-konq 脚本命令分别编译它们。要运行你刚刚编译出的Qtopia 系统十分简单，在刚刚编译完的命令终端下输入如下命令：#./run ；注意， “/”前面有个“ .” ，这表示在当前目录执行
11、这时你可以看到如下界面：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 图 3.2 编译和运行 arm 版本的 Qtopia-2.2.0 运行平台为 Fedora 9，进入工作目录，执行以下命令#cd /opt/FriendlyARM/mini2440/arm-qtopia #./build-all (该过程比较长，需要运行大概30 分钟左右 ) #./mktarget (制作适用于根文件系统的目标板二进制映象文件包，将生成t
12、arget-qtopia-konq.tgz) 图 3.3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 四、电脑终端模拟的构建开发环境系统环境： Windows 7；软件环境： ComTools 、Microsoft Visual C+ 6.0、Configure Virtual Serial Port Driver；程序编译运行过程程序是在 VC+ 下开发的，所以它的编译运行过程就是传统的编译，连接，运行。 序流程说明 终
13、端模拟程序的流程图如下：图 4.1 启动终端模拟程序，程序开始对空调灯的状态进行初始化，如下图所示：START 连接串口N Y 处理数据模拟运行有无数据Y END N 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 图 4.2 从图中可以看到空调可等的初始化状态信息。 点击 start 按钮，如果系统的串口配置无问题，那么程序就会开始不断的检测串口是否收到数据，本程序采用微软提供的MSCOMM控件实现程序的串口通信工作，并用事
14、件触发的形式来判断是否有数据到达串口，如果有数据到达则接受数据，并对数据进行分析， 然后在模拟终端上进行体现。如下图是程序模拟运行的结果。图 4.3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - 其中，信号对应的实际控制意义如下表所示：表 4.1 空调：a: 空调温度增加b: 空调状态 -冷c: 空调状态 -热d: 空调温度降低e: 空调状态开f: 空调状态关灯：g: 灯状态关h: 灯状态开i: 灯 level1 j: 灯
15、level2 k: 灯 level3 五、电脑远程的构建 开发环境系统环境： Windows 7 软件环境： Microsoft Visual C+ 6.0 、TstSockW 程序流程说明电脑远程控制端通过socket来实现，通过与控制中心建立TCP连接，然后将控制信息发送给控制中心的服务器， 在通过服务器把控制信号发送给模拟终端来实现控制。电脑远程控制的程序流程图如下所示：图 5.1 START 建立连接N 发送控制信号有无信号Y Y N 释放连接END 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - 电脑远程控制端运行界面如下：图 5.2 当程序启动时，首先会要求输入服务器的IP地址和端口号，对于硬件环境，需要将电脑与控制中心的以太网接口用网线连接起来，如果程序能够成功的建立和服务器的连接，会提示连接成功，如下图所示：图 5.3 然后用户就可以通过界面上的按钮实现对模拟终端的控制。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -