创新创业训练计划项目申报表Zigbee无线通讯聊天室的设计与实现Word文件下载.docx

创新创业训练计划项目申报表Zigbee无线通讯聊天室的设计与实现Word文件下载.docx

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起始时间：

2013年04月完成时间：

2014年04月

申请人或申请团队

姓名

年级

学校

所在院系

/专业

联系电话

E-mail

主持人

张海涛

2010

10电子信息工程

159********

710998

1119308657@

成员

袁沛华

720779

497593176@

纪春龙

725571

358372943@

廖经文

715526

912531114@

指导教师

刘华珠

研究方向

通信与信息系统

年龄

38

行政职务/专业技术职务

高级工程师

主要成果

第1完成人获东莞市科学技术进步奖1项；

第1发明人获发明专利授权1项、实用新型专利授权1项。

一、项目实施的目的、意义`

如今信息时代各种聊天工具已成为人们最常用的网络通讯交流工具，

聊天工具又称IM软件或者IM工具，主要提供基于互联网络的客户端进行实时语音、文字传输。

从技术上讲，主要分为基于服务器的IM工具软件和基于P2P技术的IM工具软件。

InstantMessaging（即时通讯,实时传讯）的缩写是IM，这是一种可以让使用者在网络上建立某种私人聊天室的实时通讯服务。

大部分的即时通讯服务提供了状态信息的特性──显示联络人名单，联络人是否在线及能否与联络人交谈。

通常IM服务会在使用者通话清单（类似电话簿）上的某人连上IM时发出讯息通知使用者，使用者便可据此与此人透过互联网开始进行实时的通讯。

除了文字外，在频宽充足的前提下，大部分IM服务事实上也提供视讯通讯的能力。

实时传讯与电子邮件最大的不同在于不用等候，不需要每隔两分钟就按一次“传送与接收”，只要两个人都同时在线，就能像多媒体电话一样，传送文字、档案、声音、影像给对方，只要有网络，无论对方在天涯海角，或是双方隔得多远都没有距离。

目前在互联网上受欢迎的即时通讯软件包括Anychat、XXhi、QQ、Skype、MSN、飞信、微信、YY、FastMsg、imo、AOLInstantMessenger、Yahoo!

Messenger、NETMessengerService、Jabber、ICQ等。

以上聊天工具都有一个共同特点，那就是基于Internet，一旦与网络断开连接就无法再进行即时通讯聊天。

Zigbee无线通讯聊天室能够解决在一定局域内的无线通讯，方便在断网的情况下进行聊天交流，资源共享，同时也为无线即时通讯工具的设计和开发提供参考。

Zigbee是一种崭新的,专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术。

也是目前嵌入式应用的一个大热点。

它具有如下的技术特点：

1、低功耗在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6~24个月，甚至更长。

这是Zigbee的突出优势。

相比较，蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。

2、低成本通过大幅简化协议（不到蓝牙的1/10），降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，而且Zigbee免协议专利费。

3、低速率Zigbee工作在250kbps的通讯速率，满足低速率传输数据的应用需求。

4、近距离传输范围一般介于10～100m之间，在增加RF发射功率后，亦可增加到1~3km。

这指的是相邻节点间的距离。

如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。

5、短时延Zigbee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。

相比较，蓝牙需要3~10s、WiFi需要3s。

6、高容量Zigbee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；

同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。

7、高安全Zigbee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单（ACL）防止非法获取数据以及采用高级加密标准（AES128）的对称密码，以灵活确定其安全属性。

8、免执照频段采用直接序列扩频在工业科学医疗2.4GHz（全球）（ISM）频段。

因此，Zigbee无线传输模块是值得研究并加以应用的。

二、项目研究内容和拟解决的关键问题

本项目将以SPCE061A为微处理器的控制模块、使用ZigBee无线传输模块、UART模块，配合上位机人机界面通过串口通信程序实现了一定区域内ZigBee无线通讯聊天系统，为无线即时通讯工具的设计和开发提供参考。

本项目可以实现：

1.使用上位机串口通信程序作为用户界面

2.可以通过ZigBee无线网络即时收发信息；

3.支持表情的收发；

4.可以设定用户昵称；

5.实现聊天记录的保存。

拟解决主要问题：

如何设计好硬件电路，实现两个ZigBee模块的无线收发，软件系统也是主要问题，要从应用层，功能函数层，驱动层各方面编写源代码，实现ZigBee无线传输模组的驱动，实现创建、加入ZigBee网络，在ZigBee网络上收发数据的功能。

三、项目研究与实施的基础条件

1、本项目组共有4名成员，均为本科全日制在校大学生。

具体简介如下：

项目组负责人张海涛：

学习并掌握了模电、数电、微机原理以及C语言等电子专业的基础知识，并在课余时间自学了51单片机、汇编语言、AltiumDesignerPCB制板和VB语言，具备一定的理论知识，且有较强的动手实践能力和兴趣。

袁沛华：

学习并掌握了C语言，模电，数电，高频和微机原理等电子专业的基础知识。

并自行学习了VB语言，汇编语言，AltiumDesignerPCB制板，51单片机和STM32单片机的应用与开发，以及凌阳单片机61板，喜欢动手实践，对电子设计有较大的兴趣。

纪春龙：

学习并掌握了模电，数电，高频和微机原理等电子专业的基础知识。

自学了C语言，VB语言，汇编语言，AltiumDesignerPCB制板，51单片机和STM32单片机的应用与开发，以及凌阳单片机61板，具备较强的动手实践能力和兴趣。

廖经文：

学习并掌握了模电，数电和微机原理等电子专业的基础知识。

在课余时间自学了C语言，VB语言，汇编语言，AltiumDesignerPCB制板，51单片机和STM32单片机的应用与开发，具备一定的动手实践能力和较扎实的理论基础。

2、项目组负责人在指导老师科研实验室从事工程研发工作，实验室具有如下仪器设备条件：

序号

仪器名称

品牌及型号

数量

1

ARM11开发板

友善之臂Mini6410

2

上海辰汉MX31MDK2

3

频谱分析仪

安捷仑N9320B

4

嵌入式仿真平台

广州致远电子DK10

5

逻辑分析仪

安捷仑16802A

6

FPGA平台

杭州康芯/GW48-SOPC++

7

数字存储示波器

泰克公司DPO3054

8

信号发生器

安捷伦N6030A

四、项目实施方案

1、项目从软件和硬件两方面同时入手：

在硬件方面：

查阅各种资料文献，熟悉SPCE061A芯片的特性和应用、ZigBee无线传输模块通信协议和应用、UART模块的通信原理，并自行画板设计硬件。

在软件方面：

深入学习和了解如何设计软件系统包括SPI驱动程序、UART驱动程序、ZigBee驱动程序和上位机程序。

2、在方案实施过程中项目人员分工：

张海涛：

负责查阅各种资料，熟悉各个模块，兼顾软件和硬件设计，为其他成员提供理论支持和帮助。

管理财务支出，后期论文撰写；

负责一部分系统软件设计，编写源代码，以SPI驱动程序、UART驱动程序为主；

负责另一部分系统软件设计，编写源代码，以ZigBee驱动程序和上位机程序为主；

负责购买元器件，硬件电路设计，画板，焊接以及调试；

3、项目研究时间安排

开始日期

结束日期

主要工作内容

2013-04-01

2013-05-01

项目系统方案设计调研，完成原理论证，设计总体方案。

2013--05-01

2014-02-01

分工合作，查找资料，分别从软件和硬件两面入手，进行系统软件设计和硬件电路设计。

2014-03-01

完成项目的调试和校正，技术参数符合设计要求。

2014-04-01

撰写论文，验收结题。

五、学校可以提供的条件

东莞理工学院电子工程学院始终以教学为中心，为地方培养了一批批好用人才，深受业界欢迎。

24小时开放的大学生创新实验中心，为大学生课外电子活动等创新活动提供了练兵的场地，学院组织教师指导学生自主制作了一批电子产品；

组织学生参加电子设计大赛、挑战杯等各项活动，2006年以来电子工程学院学生获得了国家、省部及各种参赛奖励48项。

电子工程学院加强对学生实践能力创新创业精神的培养，设立15个校外教学实习基地和3个大学创新基地。

学院实力较雄厚，拥有一批精良的仪器设备，设备价值1700余万元。

拥有4个实验中心：

电工电子实验教学中心（省级示范中心）、电子与通信实验教学中心、大学物理与光信息实验教学中心、大学生创新实验中心，4个学科实验室：

PMT（光电倍增管）国际联合实验室、东莞市电子信息技术重点实验室、东莞市快电子技术与测控系统重点实验室、东莞市工业机器人重点实验室（共建）。

六、预期成果

1、本项目可以实现如下功能：

（1）、使用上位机串口通信程序作为用户界面

（2）、可以通过ZigBee无线网络即时收发信息；

（3）、支持表情的收发；

（4）、可以设定用户昵称；

（5）、实现聊天记录的保存。

2、发表相关论文发表相关学术论文壹篇以上。

七、经费预算

本项目经费预算为人民币贰千元，其中材料费1300元（用于PCB制作，元器件购买，配件购买等），资料费400元（购买图书资料），交通差旅费100元、版面费200。

八、导师推荐意见

本项目结合Zigbee无线通讯技术，设计一种无线通讯聊天室应用方案，结合了电子、通信等专业知识，应用较有特色，团队成员前期已做不少工作，具备一定的实践能力，同意推荐。

签名：

年月日

九、院系推荐意见

院系负责人签名：

学院盖章

十、学校推荐意见：

学校负责人签名：

学校盖章

注：

表格栏高不够可增加。