《物联网通信技术》课程设计论文.docx

1、物联网通信技术课程设计论文物联网通信技术课程设计论文物联网通信技术课程设讣项LI名称车载环境监测系统学院信息科学与技术学院专业班级物联网工 程2011级学号姓名任课教师赵建立2013年12月30日第1章绪论 31.1选题的背景与意义 3第2章需求分析 32.1功能 3第3章系统总体设计 53.1方案的选择 3.2系统总体设 53.3任务分工 6第4章模块设计与实现 .74.1模块功能 74.2模块流程 74.3模块实现 8第5章总结 112第1章绪论1.1选题的背景与意义每年夏天，都会发生很多在汽车内窒息死亡的案例。但是很多人不知道，在车 内关闭门窗开空调睡觉也会导致窒息死亡。汽车的空调有两种

2、模式，一是内循环模式，比较节约汽油。内循环状态是关闭 了车内外的气流通道（车内的门窗），不开风机就没有气流循环，开风机时吸入的气 流也仅来自车内，形成车辆内部的气流循环。车内冷气如果只是开内循环模式，那么，在密闭条件下，车内的空气通过空调 进行内部循环，得不到更新，车内的一氧化碳浓度会越来越高，同时，车内人员呼 出大量二氧化碳，导致车内氧气急剧减少，儿小时就会使人恶心、昏迷，严重者其 至窒息而死亡。为了减少相应悲剧的发生，我们小组决定开发一种可以检测车内二氧化碳浓 度，并在达到危险浓度之前给车内的乘客发出警告的装置，可以称为车载环境监测 系统。第2章需求分析2.1功能功能编号：1（协调器模块）

3、功能需求:主模块的功能有三个，一是协调各个传感器组成网络，3二是接收来自温度感应模块和二氧化碳感应模块发来的信息并且通过串口传给 PC机，三是接收来自PC机发来的数据并通过广播发送给网内的所有传感器节点。功能编号：2（温湿度感应模块）功能需求:温度感应模块主要功能是感应外界的温度并把温度值实时传达给主 模块；功能编号：3 （二氧化碳感应模块）功能需求：二氧化碳感应模块的主要功能是感应外界的二氧化碳浓度并且把浓 度值传递给主模块。功能编号：4（报警模块）功能需求:报警模块有两种状态，待命状态和报警状态，平时处于待命状态， 如果协调器模块广播的信息中存在浓度超标的命令，则转为报警状态，使蜂鸣器发

4、声进行报警。功能编号：5（通风模块）功能需求:通风模块也有两种状态，待命状态和通风状态，平时处于待命状 态，如果协调器模块广播的信息里有浓度超标而且node id为Motor的命令，则转 为通风状态，使电机转动模拟通风。4功能编号：6 （PC模块）功能需求:PC模块通过串口接收到来自协调器模块的信息，将数据处理后显示 到桌面上，并把历史数据存到数据库中，当当前数据发生异常的时候，通过串口向 协调器模块发送异常指令。第3章系统总体设计3.1方案的选择3.2系统总体设计1,首先山二氧化碳模块中的二氧化碳传感器每隔2s感应一次空气中二氧化碳 的浓度，再由其中的zigbee通信模块发送给协调器模块模块

5、。2,同样，温度感应模块中的温度传感器每隔2s感应一次空气温度后通过 zigbee通信模块发送给协调器模块。3,协调器模块接收到两个子模块发来的环境数据后，将数据通过串口传给PC 机，如果接收到PC机发送来的异常信息，则协调器将向报警模块发送异常信息， 向通风模块发送电机启动信息，如果PC机没有发送异常信息，则向报警模块和通 风模块发送这正常信息。4,PC机接收到协调器发送来的数据包后，分析数据包的内容，提取出有效的 数据并且显示，并将数据存入数据库，如果数据发生异常，则向协调器发送异常信 息。55,报警模块和通风接受来自协调器的广播信息，如果是异常信息，则发出报警、打开电机，如果是正常信息，

6、则处于待命状态。3.3任务分工开始有报警信报警是否待命息,C02传感器温湿度传感器报警模块温度湿C02浓度数据度数据包包报警是信息发生异协调器常，正常否信息是电机启动异常信息信息温度湿C02浓度数据度数据通风模块包包是有电机启PC机（处理、否待命C02浓度动信息,分析、显示数是否超标据）是否温度，C02数电机转动数据库待命据图中红色的部分是本人负责的模块。6第4章模块设计与实现4.1模块功能负责模块:温湿度传感器、二氧化碳传感器（使用超声波传感器模拟数据）温度感应模块主要功能是感应外界的温度并把温度值实时传达给主模块；二氧化碳感应模块的主要功能是感应外界的二氧化碳浓度并且把浓度值传递给 主模块

7、。4.2模块流程向串口发送正向串口发送警常信息报信息是否二氧化碳浓度是否超标二氧二氧化碳浓度化碳数据库数据提取浓度温温湿度数据提度、取湿度74.3模块实现超声波传感器和温湿度传感器的代码并没有太大的改动，系统使用的消息协议 也是使用了实验系统给出的协议。报告中主要选取两个传感器消息收发事件的相关 代码进行简要的分析。我在源码的基础上进行了一定的精简工作，如删除没用的周 期消息等以减少网络中所要手法消息的数量，以此减轻网络负担，提高系统效率， 降低能耗。使用超声波传感器模拟二氧化碳传感器向协调器发送采集到的数据，具 体的数据处理在发送到协调器之后山PC段进项相关的模拟数据处理，该部分山赵 跆同学

8、完成。超声波传感器主要代码解析：UINT16 SerialApp_ProcessEvent( uint8 task_id, UINT16 events )(void)task_id; / Intentionally unreferenced parameter/事件处理函数如下。判断事件类型并进行相应的处理。辻(events & SYS_EVENT_MSG )afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt;while ( (MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t*)osal_msg_receive( SerialApp_TaskID )switch ( MS

9、Gpkt-hdr event )case KEY.CHANGE:/Seria1App_HandleKeys( (keyChange_t *)MSGpkt)-state,(keyChange_t*)MSGpkt)-keys );break;case AF_INCOMING_MSG_CMD:SerialApp_ProcessMSGCmd( MSGpkt );break;default:break;osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt );return ( events SYS_EVENT_MSG );辻(events & SERIALAPP_SEND_EVT )

10、8/调用消息发送函数发送温超声波传感器采集到的数据。SerialAPP_OTAData (&SerialAPP_TxAddr, SERIALAPP.CLUSTERIDl,&UARTO_Format,sizeof(UART_Format);return ( events SERIALAPP_SEND_EVT );if ( events & DOPPLER_READ_EVT ) /查看超声波传感器当前状态DopplerStatusOld = DopplerStatusNow; /保存当前状态辻(DOPPLER_GPIO = HIGH)DopplerStatusNow = DOPPLER_YES;e

11、lse if(DOPPLER_GPIO = LOW)DopplerStatusNow = DOPPLER_NO;if(DopplerStatusNow != DopplerStatusOld)超声波传感器监测到当前状态和上一个状态发生变化就会调用消息发送函 数，将消息发送给网关UARTO_Format. Command = 0x01;辻(DopplerStatusNow = DOPPLER.YES)UART0_Format. Data0 = 0x01:UART0_Format. DataEl = 0x00;else 辻(Dopp1erStatusNow = DOPPLER_NO)UART0_F

12、ormat. Data0 = 0x00;UART0_Format. DataEl = 0x00;osal_set_event(SerialApp_TaskID, SERIALAPP_SEND_EVT);osal_start_timerEx(SerialApp_TaskID, DOPPLER_READ_EVT, 200);return ( events DOPPLER_READ_EVT );return ( 0 ); / Discard unknown events温湿度传感器主要代码简析：(ai 上 SB-laavIBIJE S )ue4-UI 二 ml上 SPXPOA)(spu A sINI

13、n 上 Sep 84u-rHn ) pu AfxJss OOJEdldavIppessINIn6。R-gs&(0 Hq& xq二 主aosw )PUIOOSWSS ooxdldaMElsaoleswloNINIIHV SB。&(0 Hq二 sA 龙(主 doswv4 mupqoAa)上)心花 4S (主 aoswTPJmupqoA 殳)sA xPUPHIadvIP-rHls、WONVHOIAH SB。)(upq主 dosw )十七比 Sosal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt );return ( events SYS_EVENT_MSG );辻(events

14、& SERIALAPP_SEND_EVT )SerialApp.OTAData(&SerialApp_TxAddr, SERIALAPP.CLUSTERIDl,WART 0_For mat,sizeof(UART_Format);return ( events - SERIALAPP_SEND_EVT );辻(events & TEMPANDHUM_READ_EVT ) 读取温湿度Temperature = ReadSHT10(TEMPERATURE);UART0_Format. Command = 0x01:UART0_Format. DataLOZ = Temperature8;UART0

15、_Format. DataElJ = Temperature;Humidity = ReadSHT10(HUMIDITY):UART0_Format. Data2 = Humidity8;UART0_Format. DataE3Z = Humidity;osal_set_event(SerialApp_TaskID, SERIALAPP_SEND_EVT); osal_start_timerEx(SerialApp_TaskID, TEN!PANDHUM_READ_EVT, 1000); return ( events TEN!PANDHUM_READ_EVT );return ( 0 );

16、/ Discard unknown events. 10第5章总结物联网通信技术这门课是这学期起，我们开始从现实的工作中第一次接触 物联网及其相关的知识。以前只是在课本上和想象中的物联网，终于在自己的手中 变成了现实，尽管完成的功能非常简单，但是我的收获依然是很大的。说实话，半 学期的课程学习中，一星期一节的实验课确实有点儿少，加上平时因为自己并没有 太多时间在实验室呆者，所以在最后做课程设计的时候，对整个Zigbee系统的理 解和研究并不是特别深入，有很多传感器的代码根本不知道什么意思。我在小组中 主要承担温湿度传感器和二氧化碳传感器的研究，刚开始以为挺容易，但是在自己 实际工作过程中还是遇

17、到了很大的困难，代码需要更深入的理解和研究。一个很小 功能的实现可能就要研究很长时间的代码，加上我自己对代码理解的并不是很充 分，所以在课程设计刚开始的时候，稍稍拖慢了小组的进度。在和同组的赵H含和张 元增一起研究和讨论之后，我慢慢的进入了状态，从最基础的功能开始，一段代码 一段代码的分析，最终在大家的帮助下，完成了相关的工作。另外，因为有相关的爱好和长处，我也负责小组报告课件等相关文档工作，为 小组两次答辩精心制作了 PPT,得到了小组其他成员的肯定。在课程设计的过程 中，我更加深入的体会到了，小组成员协同合作的重要性。课程设计虽然做完了，但是由于水平和时间以及相关实验设备的限制，整个项 LI最终预期的效果并没有完成的特别理想，人机交互的方式也并不是非常的合理。 理想中的智能化车载控制设备应该是一个闭环系统，统一协调车内的各个设备，完全不需要人来参与的或者极少需要人 来参与。总的来说，我在物联网通信技术课程设计中收获了很多东西，这些东西不 仅是知识性的。通过课程设计的工作我也从实际的工作中真正接触到了物联网，将 所学的知识变成了实际的工作。物联网对与我来说，从一个高端大气，炙手可热的 话题，真正落到了实处，让我对本专业的发展也有了一个更为务实的态度和努力的 方向，我想，这对我来说才是最重要的。12