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1、智能家居物联网综合实训项目1. 项目介绍智能家居系统是一个与生活最为贴切的物联网应用为我们的生活带来诸多安全和便 利，同时也增添了多姿多彩的体验。智能家居物联网综合实训项目（以下称实训项目），以风标电子生产的智能家居物联网 实训台（以下称实训台）为硬件平台，在此之上实现多种传感器的数据采集、传输、处理及 嵌入式智能化控制的综合系统。2. 项目设计2.1. 硬件平台实训项目使用风标电子生产的智能家居物联网实训台，以三星ARM11处理器 （S3C6410）为系统核心，结合丰富的外围设备形成智能家居系统的硬件支持。使用资源主 要有如下两部分：2.1.1. 系统硬件资源: 网关核心板Tiny6410
2、7寸显示屏 COMS摄像头 有线及无线（SDIO）网络接口 串口、USB、按键等2.1.2. 智能家居应用模块：1）客厅模拟： 两个Zigbee节点模块，用于采集和传输数据。 六个家电指示灯，用于指示客厅的照明、电视、空调和插座。 两个警报灯，用于显示异常状况。个热释电检测模块，用于检测客厅人体温度一个超声波测距模块，用于检测屋门物体存在2）阳台模拟： 两个Zigbee节点模块，用于采集和传输数据。 六个家电指示灯，用于指示阳台的照明、洗衣机、排气扇和插座。 两个警报灯，用于显示异常状况。一个雨滴检测模块，用于检测室外天气个气压检测模块，用于采集室外大气压一个功放模块，用于报警3）卧室模拟：
3、两个Zigbee节点模块，用于采集和传输数据。 六个家电指示灯，用于指示卧室的照明、电脑、空调和插座。 两个警报灯，用于显示异常状况。个湿度采集模块，用于检测室内湿度一个步电机模块，用于操作窗帘4）厨房模拟： 两个Zigbee节点模块，用于采集和传输数据。 六个家电指示灯，用于指示厨房的照明、冰箱、排气扇和插座。 两个警报灯，用于显示异常状况。一个一氧化碳气体检测模块，用于检测厨房一氧化碳含量个直流电机模块，用于操作抽气机22软件平台2.2.1. 传感数据采集及外围控制设备实训台在智能家居模块中有众多类型的传感器（诸如，采集温度、光照强度、湿度、气 压、热释电、超声波等）和外围控制设备（如，喇
4、叭、电机、LED等）。通过节点芯片CC2530 中的51单片机主控，一方面采集传感器数据，另一方面操作外围控制设备。2.2.2. Zigbee模块数据传输节点芯片CC2530集成有Zigbee协议栈，能把众多Zigbee节点自组成网，并通过射频 模块无线传输节点数据和控制信息。此实训项目，以星状结构，把所有终端节目的数据集中于一个协调器再转发到处理系统。2.2.3. 嵌入式系统实训项目采用内核版本为2.3.38的嵌入式Linux操作系统，其内集成有基本的操作系统 资源及相关的外围设备驱动，详情请参考实训台Unx开发相关部分智能家居物联网实训 台Linux实验手册doc。以此为智能家居系统的数据
5、处理及控制中心，并以Qt开发工具实现一个“两室一厅”模 拟住房环境,以图形化交互界面展示。2.2.4. 数据库为支撑智能家居系统，还需要搭建一个数据库，用于存储、转发和记录系统信息。本实 训项目采用MySQL.2.2.5. Web控制终端本实训项目还支持web网页终端，以xml+php+javascript开发模式，编写一个网页控 制终端。2.2.6. 系统设计传感器采集到数据后，通过zigbee节点把数据发送到协调器节点,再统一转发至ARM11 处理器。中心处理系统根据需求处理完数据后，一方面向外围设备发送控制命令，另一方面 更新数据库信息。与此同时，web终端也可以通过修改数据库的控制数据
6、向中心处理系统发 送控制命令，并由中心处理系统转至各节点。51单片机操作Z-Stack栈自带自定义数据包、组合和解释 嵌入式操作系统，数据处理中心 图形化用户接口xml + php + javascrip综上所述，此实训项目需要完成如下程序设计: CC2530数据采集。 Zigbee节点数据组网传输。 节点与系统的数据通讯协议。 嵌入式Unux系统裁剪移植。 Qt应用程序。 Web终端程序。系统设计如下图:传感设备一一传感设备2 -传感设备1 -传感设备一m传感设备2 -传感设备1 -传感设备息O 】 传感设备 传感设备=1嵌入式系统I!Qt图形界面!3. 项目实现3.L环境搭建3.LL实训项
7、目准备 智能家居物联网实训台一套。 电脑一台，安装串口调试软件，安装IAR EW8051集成开发环境，安装Z-Stack协 议栈，安装Qt开发环境，安装wamp服务软件。 B型USB连接线一根，串口线一根。（若用笔记本，另备USB串口） SmartRF04EB或CC Debugger编程调试工具一套。 SD卡一张。3.1.2. 开发环境搭建安装 WampServer2.0i.exe :此为 Windows T的 Apache + Mysql/MariaDB + Perl/PHP/Python,是一组用 来搭建动态网站或者服务器的开源软件。 Zigbee节点开发环境：请参照智能家居物联网实训台Z
8、igBee实验手册doc安装好IAR EW805 及Z-Stack协议柱。 Qt开发环境：请参照智能家居物联网实训台Linux实验手册.doc搭建好Unux系统开发 环境及Qt开发环境。 Web网页开发环境：学员可根据自己习惯选择一种web网页开发工具（例如：Dreamweaver）, 也可以直接用notepad+等支持xml语言的记事本编辑代码后直接调试。3.2 .操作步骤3.2.1. 调试串口接法及运行WampServer 当用作调试开发时，在实训台的“串口快速转接”处，将“电脑串口”与“协调器串 口”连接。 当实训台运行时，在实训台的“串口快速转接.处，将“网关串口”与“协调器串口 连接
9、。在调试或运行时，均需要先运行WampServer。3.2.2. Zegbee节点开发拷贝工程目录“WindwaySmartHomeApp至Z-Stack协议栈。(路径目录: ZStack-CC2530-2.5.1aProjectszstackSamples)o 再运行 IAR EW8051,打开工程 文件 WindwaySmartHomeApp.eww,即可开发调试。说明：此为智能家居节点设备例程，内含温度及光照数据的采集和串口通讯的 协议，用户可在此基础上开发。3.2.3. Qt应用开发拷贝工程目录MindwaySmartHomeQt”至任一路径(路径不包含中文)下，运 行 Qt 开发工具
10、 Qt CreatorZ-Stack,打开工程文件 WindwaySmartHome.pro.user, 即可开发调试。说明：此为智能家居系统的Qt应用程序，内含与节点配套的串口通讯的协议, 用户可在此基础上开发。3.2.4. Web终端开发拷贝“WindwaySmartHomePHP” 目录的smarthome.php文件至*wamp” 路径 To在浏览器地址栏上输入localhost/smarthome.php,即可运行web终端程序， 修改“smarthome.php”文件即可开发web终端程序。说明：此为智能家居系统的web终端例程，内含节点一些基本数据显示及操 作。用户可在此基础上开
11、发。4. 实训项目运行效果截图最后，这里将附上风标电子自行开发的“智能家居物联网综合实训项目”的一些截图，以 及所有源代码和相关资料，以供参考。4.1. Qt模拟运行效果:4.2. Web终端运行效果:客厅信息阳台信息设备类型：客厅以网络地址：96C4. IEEE 地址:124B00027D0D1F当前温度：27客厅检皿k会人客厅踱明：开关-客厅电视：开关-客厅空调：开关-设备类型：客厅比网络地址：545C IEEE 地址：124B00027D0CJ1当前温度：27光照强度：69屋门检皿k正常插座1:叵I国插座2：开美插座3开关，设备类型；阳台2A网络地址：784B, :EEE地址：124B0
12、0027D0CE5-当前温度：27雨天检厕；雨天阳台照明：开关阳台洗衣机：开美阳台排气扇：开关I,设督类型：阳台2E，网络地址；82B6 IEEE 地址：124B00027D0D24当前温度：27,光照强度：85室外气压：99479.插座1:开关,插座2:开美插座3：开美阳台嘲职：开关厨房信息卧室信息设畚类型：卧室3A网络地址：B9A5 IEEE 地址：124B00027JCID0B当前温度；27室内湿度：75卧室照明；，开关卧室电脑开关-卧室空调：匡区设备类型；卧室3E网络地址：228F IEEE地址:124B00027D0D8B当前温度：27光照强度；45.插座1:迓匡I插座2;开美插座3：开关-卧室窗帘：|开关-设督类型：厨房心网络地址：2XD3.IEEE地址；124B0O027D0D6B当前温度：27-煤气检删：23厨房照明：国区-厨房冰箱：叵国-厨房排气扇：开关设备类型：厨房辎网络地址：E6C2.IEEE地址：124B0O027D0CE6当前温度；27光照强度：72插座1； L开美插座2：开关,插座3:叵国-厨房排气扇：开关
