物联网智能窗帘设计说明.docx
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物联网智能窗帘设计说明
实习（实训）报告
名称基于物联网的智能窗帘控制系统设计
2014年11月24日至2014年11月28日共1周
学院（部）电子信息工程学院
班级通信技术
姓名
学院（部）负责人
系主任
指导教师
实习（实训）任务书
名称：
基于物联网的智能窗帘控制系统设计
起讫时间：
2014.11.24-2014.11.28
学院（部）：
电子信息工程学院
班 级：
通信技术
指导教师：
学院（部）负责人：
1、实习（实训）目的和要求
目的：
（1）了解物联网系统的工作原理；
（2）掌握CC2420模块的收发原理；
（3）了解uCOS系统的设计过程。
要求：
（1）完成智能窗帘系统的组装；
（2）利用keil软件完成系统编程
（3）通过物联网系统控制智能窗帘系统的运行。
2、实习（实训）内容
实训内容：
（1）了解物联网控制系统，完成基于物联网的智能窗帘控制系统的硬件组装；
（2）掌握uCOS的移植和简单编程；
（3）掌握cc2420的收发原理；
（4）利用keil软件完成控制端和智能窗帘端的编程；
（5）下载软件到开发系统板上，调试程序；
（6）能通过组建的网络，远程遥控智能窗帘的运行。
三、实习（实训）方式
√集中□分散√校内□校外
4、实习（实训）具体安排
第一天：
布置设计任务及复习或学习方向；
第二天：
完成硬件连接，并熟悉软件，开始程序的编写；
第三天：
调试程序；
第四天：
记录实训结果，完成实训报告；
第五天：
上交实训报告，并现场演示物联网系统。
5、实习（实训）报告内容（有指导书的可省略）
第1章概述
第2章系统硬件组成
第3章系统设计
第4章系统测试
第5章总结
第一章系统概述
1.1概述
为了满足智能家居的发展方向，使用户充分感受智能家居环境的便利。
智能窗帘是带有一定自我反应、调节、控制功能的电动窗帘。
如根据室内环境状况自动调光线强度、空气湿度、平衡室温等，有智能光控、智能雨控、智能风控三大突出的特点。
该设计是基于现代化生活的高质量需求而开发设计，使家用窗帘实现自动化智能化，使其具备感风、感雨、感光的功能，并可随着外界情况的变化来控制窗帘的闭合，以达到对家居环境的保护。
1.2系统名字
基于物联网的智能窗帘控制系统设计
1.3系统功能
系统可以通过三个按钮来分别实现对窗帘的开、关和停的操作。
实现远程遥控智能窗帘的运行。
也可以通过PC机的界面实现窗帘的控制。
1.4基本原理
本次实训主要是靠无线传感器来控制，基于zigbee的网络控制系统，通过CC2420模块来传送接受数据，从而完成对整个窗帘的控制。
1.5系统模块
（1）CC2420发送模块；
（2）E-WS-EC模块；
（3）ZIGBEE采集节点模块；
（4）ZIGBEE无线传输模块。
第二章系统硬件组成
2.1、协调器
协调器CPU：
采用TI公司LM3S9B96；CORTEXM3内核；主频为80MHz。
所谓协调器，就是网络组织的管理者。
针对一般的应用模式，在一个Zigbee网络形成之后，协调器不是必须的。
它最主要的作用是，依据扫描情况，选择一些合适参数建立一个网络。
基于CC2420的zigbee协调器具有结构简单、功耗低、成本低等特点。
其包含天线、单片机芯片、窗帘控制智能模块。
2.1.1、CC2420模块
CC2420开发模块采用CC2420芯片，可支持zigbee，IEEE802.15.4等开发，提供兼容802.15.4的物理层和MAC层的协议栈及面向应用层的接口，完全兼容TinyOS1.x及以上版本,用户可以基于TinyOS开发自己的WSN应用。
硬件图如图2-1。
图2-1CC2420模块
2.1.2、单片机芯片
协调器采用TI公司的LM3S9B96芯片，LM3S9B96是TI公司的基于ARMCortex-M3的32位MCU，具有先前8位和16位MCU的价格成本，CPU工作频率80MHz,100DMIPS性能，ARMCortex-M3SystemTimer（SysTick）定时器，片内具有高达50MHz的256KB单周期闪存和96KB单周期SRAM，内部的ROM加载StellarisWare软件，具有扩展的外设接口和串行接口，目标应用在遥控监视、POS销售机、测试测量设备、网络设备和交换、工厂自动化、HVAC和建筑物控制、游戏设备、运动控制、医疗设备、电源和交通运输、防火和安全等。
2.1.3、天线
对于短距离无线通信设备（SRD，short range devices）来说，天线的设计关系到通信距离的问题。
辐射模型、增益、阻抗匹配、带宽、尺寸和成本等因素，会影响我们对于天线的选择和设计。
目前，国内普通的ZigBee芯片均工作在2.4G频段，也就是ISM频段。
工作于这个频段的无线技术很多，常见的还有Bluetooth（蓝牙），Wi-Fi（无线局域网）等.一般来说，在这个频段，我们可以选择的天线有PCB天线、Chip天线和Whip天线。
基于CC2420的zigbee天线主要用于电磁波信号的发送和接收。
2.2、采集节点
采集节点采用TI公司LM3S811，CORTEXM3内核；LM3S811主频为50MHz；本实验系统底板自带两个采集节点模块，可扩展传感器模块。
2.3、计算机（安装有keiluVision4）
KeiluVision4旨在提高开发人员的生产力，实现更快，更有效的程序开发。
引入了灵活的窗口管理系统，能够拖放到视图内的任何地方，包括支持多显示器窗口。
使开发人员能够使用多台监视器，并提供了视觉上的表面对窗口位置的完全控制的任何地方。
新的用户界面可以更好地利用屏幕空间和更有效地组织多个窗口，提供一个整洁，高效的环境来开发应用程序。
2.4.E-WS-EC模块
2-4E-WS-EC模块的电路原理图
用于接收控制命令及返回状态信息。
如果该模块接收到控制命令则返回状态信息，同时协调器指示灯会闪烁；如果该模块接收不到控制命令则不返回状态信息，同时协调器指示灯也不会闪烁。
同时触摸屏上显示“Communicationfailed!
”。
2.5、窗帘本身
智能窗帘有如下特点：
1、无线密码遥控;
2、半自动手动控制;
3、环境亮度控制;
4、时间自动控制;
5、电机工作鸣响提示和整点报时功能。
第三章系统设计
3.1标准功能设计
两个协调器触摸屏控制窗帘是在集成芯片的触摸屏上设置按键，通过CC2420模块发送数据，然后通过两个协调器采集和发送数据，其系统设计硬件框图如下所示：
图3-1系统设计硬件
3.1.1实现方式
这个模块的实现方式主要是依靠触摸屏上的几个触摸按钮：
stop；close；open，这三个按钮来实现。
3.1.2实现功能
点击触摸屏上ElectricCurtain按钮进入窗帘控制界面。
点击“open”按钮，窗帘打开并持续动作；
点击“stop”按钮，窗帘停止动作；
点击“close”按钮，窗帘关闭并持续动作。
3.1.3实现原理
实现这一功能是依据源程序来实现的，具体程序如下：
//definetheElectricCurtainpanelanditselements
//theelements
CircularButton（g_sCloseBtn,&g_sECPanel,0,0,
&g_sKitronix320x240x16_SSD2119,240,72,20,
PB_STYLE_FILL,ClrDarkBlue,ClrDarkGreen,0,ClrWhite,
&g_sFontCm12,"CLOSE",0,0,0,0,onCloseBtn）;
CircularButton（g_sStopBtn,&g_sECPanel,&g_sCloseBtn,0,
&g_sKitronix320x240x16_SSD2119,160,72,20,
PB_STYLE_FILL,ClrDarkBlue,ClrDarkGreen,0,ClrWhite,
&g_sFontCm12,"STOP",0,0,0,0,onStopBtn）;
CircularButton（g_sOpenBtn,&g_sECPanel,&g_sStopBtn,0,
&g_sKitronix320x240x16_SSD2119,80,72,20,
PB_STYLE_FILL,ClrDarkBlue,ClrDarkGreen,0,ClrWhite,
&g_sFontCm12,"OPEN",0,0,0,0,onOpenBtn）;
//theElectricCurtainpanel
Canvas（g_sECPanel,0,0,&g_sOpenBtn,
&g_sKitronix320x240x16_SSD2119,0,32,320,208,
CANVAS_STYLE_FILL,
ClrBlack,0,0,0,0,0,0）;
3.2扩展功能设计
3.2.1按钮名称大小颜色的改变
程序：
//definetheLamppanelanditselements
//theelements
CircularButton（g_sLamp4Btn,&g_sLampPanel,0,0,
&g_sKitronix320x240x16_SSD2119,256,72,20,大小
PB_STYLE_FILL,ClrDarkBlue,ClrDarkGreen,0,ClrWhite,
&g_sFontCm12,"LAMP4",0,0,0,0,onLamp4Btn）;
CircularButton（g_sLamp3Btn,&g_sLampPanel,&g_sLamp4Btn,0,
&g_sKitronix320x240x16_SSD2119,192,72,20,
PB_STYLE_FILL,ClrDarkBlue,ClrDarkGreen,0,ClrWhite,
&g_sFontCm12,"LAMP3",0,0,0,0,onLamp3Btn）;
CircularButton（g_sLamp2Btn,&g_sLampPanel,&g_sLamp3Btn,0,
&g_sKitronix320x240x16_SSD2119,128,72,20,
PB_STYLE_FILL,ClrDarkBlue,ClrDarkGreen,0,ClrWhite,
&g_sFontCm12,"LAMP2",0,0,0,0,onLamp2Btn）;
CircularButton（g_sLamp1Btn,&g_sLampPanel,&g_sLamp2Btn,0,
&g_sKitronix320x240x16_SSD2119,64,72,20,
PB_STYLE_FILL,ClrDarkBlue,ClrDarkGreen,0,ClrWhite,
&g_sFontCm12,"LAMP1",0,0,0,0,onLamp1Btn）;
结果：
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