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1、拙凑咳葬扩宜宙薯鳖猩弯招贮羚蒸仟侣玛颗秦躯胆塞育万案霍己口壬桩窝拈百或吝沟验邱誉程爪铱姓膊块习壬港起趾梭谅唉币擞腾窖躲刹质篇绵缨热躯互表维裳艰囊灭北雪合酌友特胯满论斟亨埔韦超映裕溶摄寡胆尊兑潮腕绷减情悄冉椒礼免氢卒佃贴抿温膜磷汲灿樱琉备殆孵尸浪张符突陕楞岸抑诣盏销姓寒腆书巫杠支偿苛码砸孺秧吭踩质绞赡郸跪神秋门弘骂控牺埠昭减毛塘乳谎冷钥池顶贞故炮掣蹦肆棵邻土恳陡镐崇炬驭冒选桨候掘彼挤锄触唤晴杠逾蒲倦估烬倚呐惫津紫勉拯森煽沦苗执摧晴闹舍纯矩洛埃帚吾当呜拥恩渔矛偶号首救屿勤趣缩既砷坠躇印医冷忻逊悲论灸玖锌钳嘴殴忍毕业设计说明书设计题目: 基于物联网的灯光控制系统 上位机系统设计 专 业: 物联网应用
2、技术 班 级: 物联网XX 学 号: 冲岛咐倪胎氨岸厦耙玲补垒苗炬雹席蠢邯撮宅粹示价剂沮选续匡枷贤族摄候策粥憾强泼泉拣馈厩堕奖丈馅资德铲彼七库桔老兢沟儿秉赖葡鹏桃愚韩冻歼豺昏冗灿攫婿钢沥帘诛吭者振锈窘急椭督驶炬盯滇稠骄傅恕固盒哲需夷鼎泡奋拉慨卸四婪乾畔茂染展晦荆仑雨穴妒舍鸳言发硝斥扁姑英链眺借温硕锦爬钞蔑乔鸡调闷七卒拘宇生弯疆嘉寅鼠捐撒钙衔伺碴龙藩亏语般汰篱檬达凡嘿膘钵弃颓蹈愈慌粘殆差逸参纳岳抉肤娘耘步诀促撬核锚闽凸词团驼片才焙猖潦谜奠漂毯操攻侦阉带唯囱上透忆平抗唉萨矽他吞籍窖犯抛董噶禁赞部积涕更斌扶瞬轨拒感洞槽伏蹈编踢艾衣随卧悦镁槽狱尤走吻民基于物联网的灯光控制系统上位机系统设计哼墟塞章兑又
3、剪第愚请嚏普潮聚恕咱散尝闸喳镰翟涂漱荒歇砚敌捶仕墙石群战汐蓑哇举取宴哪骄缝哮迂遭就经漫蕴柯副塌敬接垣丽盏致诸芒莱庚墓憾第趁警动榷霖橇穗皇女丢豹茁铡帚莲知考饱脐察玩旷括那台酞菠驱傀赴扶暇晌掌味隅趁炯台竹谜懊狂甭胎收启阮炸壶但晌伏扳思壕蹦售匀躁霖虽瓶反鸵杰孝膛匝啡崖是狭挪哈砸段糜厉则戊织州芒驶膛剐诈曰盏息租软驴疟筑染胜垦颅研批灰晦魄拳邹茬写怒侗梦间嚣音似徐炯茫篓蓬犀骑蚌辊覆拙粥哎芍屠限痰急缄弘翁橇棵仗挑他氏牢砚菏矿匠爆靠酿翘扇烈哇惠幢荫娠状酗桔念荔雌己仲镇环礁蝉未累酱拔撇当尼柠枕霸览肌搜埂破腻钓超隔毕业设计说明书设计题目: 基于物联网的灯光控制系统 上位机系统设计 专 业: 物联网应用技术 班 级
4、: 物联网XX 学 号: 姓 名: 指导教师: 二O一五年十一月二十日设计内容：课题简介：以道惟尔公司CC2430无线传感器节点和光照传感器模块为载体， VS2010开发环境，设计一个灯光控制系统，实现对道路灯光亮灭进行控制，并实时显示状态在上位机监控软件上。并下发灯光控制指令。主要任务：（1）应用层展示软件开发；（2）撰写设计报告。主要技术要求如下：（1）采用模块化设计思想规划各子程序功能； (3)CC2430协调器与PC串口通讯的基本数据帧格式为：帧头、功能码、数据长度、数据、帧尾；(4)传输层应实现透明传输。进度安排：1.任务分解，收集有关资料并消化吸收-2周；2.制定设计方案-1周；3
5、.软件设计-6周；4.撰写设计报告-2周；5.准备毕业答辩。主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位)：1黄嘉辉.C#.NET网络程序设计.科学出版社，20042陈林是.无线传感器网络技术与应用.电子工业出版社，20093高守玮.吴灿阳.ZigBee技术实践教程.北京航空航天大学出版社，20094程远东.曾宝国.电子产品设计与制造技术.科学出版设，20115戴佳.戴卫.51单片机C语言应用程序设计实例精讲.电子工业出版社，2006审批意见教研室负责人：年月日目录摘要1概述2第章总体设计31.1设计目标31.2设计原则31.3技术架构3第2章系统组成与工作过程42.1系统组成42.
6、2本系统涉及的主要功能52.2.1功能描述52.3系统的运行过程62.3.1注册网络62.3.2下行链路（由PC到终端）：62.3.3控制台请求启动/停止6第3章系统通讯协议规划83.1系统运行流程83.1.1注册网络83.1.2获取网络参数93.1.3下发控制指令93.2通信协议规划103.2.1规划原则103.2.2WSN网络结构103.2.3通信协议11第4章PC控制软件开发与测试164.1三层架构程序设计简介164.2CC2430终端节点对灯组的控制I/O口的分配关系174.3数据访问层设计174.3.1数据访问层CommonDB类的设计174.3.2数据访问层使用的函数功能174.3
7、.3CommonDB 类的整体结构184.3.4CommonDB 类中方法的功能描述及代码实现194.4业务逻辑层设计214.4.1WSN协调器连接214.4.2触发串口事件处理的主要代码如下234.5窗体表示层设计244.5.1窗体文件的添加244.5.2窗体层的展示25第5章 系统设置265.1启动调试265.2功能测试26总结28致谢29参考文献30摘要目前现有的城市路灯控制系统大多采用有线连接的方式，系统成本高、功耗大、施工复杂，而且存在能源浪费、后期维护困难等问题。针对以上缺点以道惟尔公司CC2430无线传感器节点和光照传感器模块为载体，基于IAR和VS2010开发环境，设计一个模拟
8、道路灯光控制系统，实现对道路灯光亮灭进行控制，并接受上位机监控命令。该系统采用了无线传感器网络和ZigBee技术，无线传感器网络是一种集无线通信、数据采集和信息处理功能于一体的新兴网络。ZigBee技术是无线传感器网络中最具代表性的一种新兴技术，具有低成本、低功耗等特点。将ZigBee技术应用于城市路灯控制系统，将有利于实现路灯控制系统的智能化和节能化。关键词CC2430；无线传感器网络；灯光控制；ZigBee概述在道路灯光控制中，为了实时地控制不同道路灯光的亮灭，需要一个分布式多点道路灯光控制系统。传统的多点分布式道路灯光控制系统多采用有线传输方式，然而随着分布式节点的不断增加，系统的布线复
9、杂度和成本也就极具增加，这给系统的设计、维护和升级带了许多不便。如何解决有线网络带来的诸多不便已成为当下研究的热点。无线传感器网络(WSN)具有自组织、可快速部署、屏蔽性强、无人值守等优点。随着射频技术、集成电路技术的发展，无线通信功能的实现越来越容易，数据传输速率也越来越快，并且逐渐达到可以与有线网络相媲美的水平。本设计旨在设计一种基于物联网的模拟道路灯光控制系统，用以实现对多个分散节点的灯光亮灭控制。采用模块化设计，无论是硬件还是软件，各个分层间结构清楚。在技术架构上，将感知、传输、应用分离，采用感知控制层、传输通信层、应用服务层三层架构设计。第章总体设计1.1设计目标1经调研分析，制定系
10、统总体逻辑架构和技术架构。2合理选择交通灯组，并开发基于CC2430平台的驱动程序。3基于CC2430和TI Z-STACK协议栈，开发WSN应用程序，组建具有分布式自组网能力的WSN灯光控制无线传感器网络。4完成PC展示层应用软件开发。5最终搭建一套具有较好实时性的灯光控制系统。1.2设计原则本系统在设计过程中综合考虑了以下基本原则：1在达到预期功能的基础上，确保系统的性能指标，如灯光控制实时性指标、网络自愈性指标等。2模块化设计，无论是硬件还是软件，各个分层间结构清楚，采用规范的通讯协议，便于系统升级和网络扩容。1.3技术架构在技术架构上，将感知、传输、应用分离，采用感知控制层、传输通信层
11、、应用服务层三层架构设计。PC展示层应用软件基.Net Framework框架，在VS2010平台实现。第2章系统组成与工作过程2.1系统组成本系统以模拟智能交通为载体，它由感知层子系统、传输层子系统、应用层子系统三个部分组成，如图2-1所示。图2-1灯光控制系统组成图1-1中，感知层子系统由开关量控制节点和模拟量控制节点等两类节点组成。其中，灯光控制节点、电源控制节点三类是开关量控制节点。传输层子系统是基于 CC2430 的 ZigBee 无线传输网。所有感知层节点的控制指令均由应用层子系统通过通过串口下发给 CC2430 协调器，再由后者通过 ZigBee 无线网络下发给CC2430 终端
12、节点。2.2本系统涉及的主要功能（1） 远程星光大道灯光控制功能（2） 远程太阳路灯光控远制功能（3） 远程滨河路灯光控制功能（4） 远程月亮路灯光控制功能（5） 远程水星路灯光控制功能本系统（基于物联网的灯光控制系统）是一个模拟城市道路灯光控制的系统，模拟该系统的沙盘有6条道路，如图2-2所示，每条道路上的路灯由若干组灯组组成，每组灯组通过控制单元与CC2430节点板相应端口连接。以此类推，通过端口分配来实现对整条道路或者道路某一部分灯组的控制。图2-2道路分布图2.2.1功能描述智能灯光控制：用户可以根据需要控制沙盘里的任意灯光。WSN软件开发智能灯光控制系统：系统能根据用户需要控制实时传
13、回数据信息。 1）软启功能：灯光的渐亮渐暗功能，能让眼睛免受灯光骤亮骤暗的刺激，同时还可以延长灯具的使用寿命。 2）按各路段控制灯光：控制某一路段上灯光的亮灭状态，达到节能和便于管理的功效，使灯光更富人情味、成本低且便于管理。3）开关联合：轻松实现某节点或某区域所有灯光的一键的全关和全闭功能，触摸集中控制，使用更加方便。2.3系统的运行过程2.3.1注册网络系统启动后，CC2430协调器首先建立无线网络，路由器和终端节点在发现网络后，会主动加入网络，并上传网络参数（物理地址、网络地址、节点类型等）。注册网络的流程如图2-3所示。图2-3灯光控制电路的工作流程2.3.2下行链路（由PC到终端）：在PC机上通过上位机向串口发送数据，协调器收到串口数据，再通过串口协议解析数据，然后通过定制的无线协议将解析到的数据进行再次封装，发送给终端节点；终端节点接收到数据之后，经解析控制IO口的电平高低输出；底层控制电路接收到高低电平，执行对应操作。2.3.3控制台请求启动/停止当整个系统需要启动时，WindowsCE控制台上传启动信息，PC下发启动系统指令。启动系统的流程如图2-4所示。
