毕业设计(论文)基于Cortex—M0的数据采集系统.doc

上传人:仙人指路1688 文档编号:4145369 上传时间:2023-04-07 格式:DOC 页数:38 大小:5.25MB
返回 下载 相关 举报
毕业设计(论文)基于Cortex—M0的数据采集系统.doc_第1页
第1页 / 共38页
毕业设计(论文)基于Cortex—M0的数据采集系统.doc_第2页
第2页 / 共38页
毕业设计(论文)基于Cortex—M0的数据采集系统.doc_第3页
第3页 / 共38页
毕业设计(论文)基于Cortex—M0的数据采集系统.doc_第4页
第4页 / 共38页
毕业设计(论文)基于Cortex—M0的数据采集系统.doc_第5页
第5页 / 共38页
点击查看更多>>
资源描述

《毕业设计(论文)基于Cortex—M0的数据采集系统.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计(论文)基于Cortex—M0的数据采集系统.doc(38页珍藏版)》请在三一办公上搜索。

1、本科毕业论文(设计)题 目 基于CortexM0的数据采集系统学 生 指导教师 年 级 专 业 电子信息工程二级学院 信息工程学院信息工程学院2015年5月 郑重声明本人的毕业论文(设计)是在指导教师 的指导下独立撰写完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为,本人愿意承担由此产生的各种后果,直至法律责任,并愿意通过网络接受公众的监督。特此郑重声明。毕业论文(设计)作者(签名): 年 月 日基于Cortex-M0的信息采集系统摘要随着现在科学技术的迅速发展,无线数据传输技术在我们的生活中占据越来越重要的地位,不管是农业,工业,还是其他行业,特别是在环境监测中最为明显。基于

2、Zigbee的无线通信技术发挥其重要的作用,对于少量数据传输来该技术效率是很高的。我们需要一个完整的系统来满足人们的需求,而不是一个单独的模块。市场上的竞争很激励,想要立于不败之地就得让我们的产品简单易用,价格低,性能可靠。本课题主控制处理器选择了FS_11C14(以下简称M0终端)。微处理器M0的外围硬件设备能完成数据采集重任,包括温度,湿度,光照,RIAD刷卡记录等,并且通过Zigbee无线模块发送获取的实时环境数据到A8服务器。与此同时,单个采集节点还通过Zigbee技术建立信息采集网,采集节点之间还可以进行数据的查看,接收和发送。通过这种方式,我们就可以同时对多个不同的环境进行检测了,

3、初步实现了智能化。关键词:FS_11C14 CortexM0 Zigbee 数据保存 无线发送Data Collection Systems Research Based On CortexM0Yang Zhengui Directed by Engineer Yang Shengli ABSTRACT With the current rapid development of science and technology, wireless data transmission technology occupy an increasingly important position in ou

4、r lives, whether it is agriculture, industry, or other industries, particularly in the environmental monitoring is the most obvious. Wireless communications technology that based on the Zigbee to play an important role, The efficiency of technical is very high for a small amount of data transmission

5、. We need a complete system to meet peoples needs, rather than a separate module. Competition in the market is very excited and want to be invincible have to make our products easy to use, low cost, reliable performance. The subject research master control processor selected FS_11C14 (hereinafter re

6、ferred to as M0 terminal). M0 microprocessor peripheral hardware to complete the task of data collection, including temperature, humidity, light, RIAD credit card records and so on, and sends real-time environmental data to A8 server by Zigbee wireless module. At the same time, a single collection n

7、ode also established information collection network by Zigbee technology. Collected data of between nodes can be to view, receive and transmit. In this way, we can simultaneously detect multiple different environments, the initial realization of the intelligent.KEY WORDS: FS_11C14 CortexM0 Zigbee Sa

8、ve the data Wireless transmission目 录摘要I目录III前言11 背景介绍21.1 选题背景21.2 研究的目的及其意义22 设计要求32.1 系统功能32.2 基本参数32.2.1 Cortex-M0终端32.2.2 Zigbee模块ZIC241042.2.3 RFID信息采集CY14443/SPI43 方案论证53.1 数据采集方案53.2 数据传输方案63.3 数据保存方案73.4 主控制处理器的选取74 系统硬件架构74.1 系统整体设计74.2 系统硬件设计84.2.1 主控制处理器84.2.2 Zigbee模块ZICM2410芯片电路设计94.2.3

9、 CY14443射频电路设计104.2.4 温湿度模块电路设计114.2.5 光照传感器ISL29003模块电路设计125 系统软件建构125.1 开发环境搭建125.2 软件整体设计145.3 主要模块程序的设计155.3.1 相关数据采集模块155.3.2 无线传输的实现165.3.3 无线传输程序设计175.3.4 数据存储设计185.4 数据处理模块185.5 设计运行结果展示206 Qt用户界面设计207 测试22结论24参考文献25致谢27附录28前言本设计所运用的是基于LPC11C14内核的ARM CortexM0处理器,它是一个低功耗,低成本,最高工作频率50MHz(实际工作频

10、率48MHz),32位的3级流水线RISC处理器,CortexM0属于ARMv6-M架构,包括1颗专为嵌入式应用而设计的ARM核、可选的唤醒中断控制器WIC、紧耦合的可嵌套中断微控制器NVIC,对外提供了基于AMBA结构的AHB-lite总线和基于CoreSight技术的SWD或JTAG调试接口。具有全新的硬件除错单元,很强的的抗干扰能力。本设计结合了Zigbee技术,通讯技术,传感器技术。整个系统能全天24小时对环境数据进行实时采集,进行简单的数据处理,M0终端负责主要的环境数据监测,包括温度,湿度,光照,RIAD刷卡记录,Zigbee接收发送数据。并且显示的OLED屏上和数据打包发送到A8

11、服务器。在开发的过程中采用开测试的方法对设计中的各个功能模块进行设计,主要包括:(1)镜像烧写:实现FS_11C14平台开发烧写镜像;(2)Zigbee技术实验:Zigbee模块数据的获得与处理;(3)RFID FS_RF522实验:射频识别刷卡获取物品的信息;(4)温湿度传感器实验:温湿度传感器DHT11数据获取;(5)光线传感器实验:光照传感器ISL29003数据获取;(6)GUI图形界面应用程序实验:实现本系统中所设计的各个功能。预计按着时间计划和目标进度能完成基于CortexM0的数据采集系统的设计与开发。1 背景介绍1.1 选题背景随着现在科学技术的迅速发展,人类的生活,工作与环境密

12、不可分,因此随时掌握环境信息非常重要,特别是在工业,农业方面,多数工业生产都需要在特定环境下才能进行,农作物对光照,其所生长环境的温湿度的需求等,所以环境检测是必不可少的重要环节。无线数据传输技术在我们的生活中占据越来越重要的地位,不管是农业,工业,还是其他行业,其让人们生活更加方便。特别是在环境监测中最为明显;基于Zigbee的无线通信技术发挥其重要的作用,对于少量数据传输来该技术效率是很高的。我们需要一个完整的系统来满足人们的需求,而不是一个单独的模块。市场上的竞争很激励,想要立于不败之地就得让我们的产品简单易用,价格低,性能可靠,这样的产品才有竞争力。也正因如此,本课题就应运而生了。在该

13、课题中,Cortex-M0开发板作为主控制器对无线环境数据监测系统的数据进行采集、发送、显示和接收,并且实时将数据显示在液晶屏上。传感器采用ISL29003光照传感器、DHT11温度传感器、MMA7455L三重重力传感器和CY-14443A-P/SPI RFID读卡器;近距离Zigbee无线传输方案对多数据(温度、湿度、光照、三重重力)采集后数据传输提供方、高效的传输。1.2 研究的目的及其意义无线线路传感器网络是新一代的独立分布传感器网络,由节点和网关构成。并且得到非常广泛的应用,它的发展和应用,将带来对人类生活和生产的各个领域产生深远影响,各传感器节点收集外界温度,声音,振动等物理信息。独

14、立节点之间经由无线网络进行通信。在无线传感器网络中的每个节点都能够实现数据的采集,在同一时间每个节点都可以接收来自其他节点的数据,并且最终将数据发送到网关。管理者可以从网关获取数据,查看历史数据记录和数据分析。典型的无线传感器网络节点的硬件结构包括:微处理器(Cortex-M0)、传感器接口(温湿度、关照、三重重力)、ADC、电源以及无线收发装置。随着物联网技术的发展与成熟,其在仓储与物流中的应用将成为现实。无线环境数据监测系统可以定义为一个过程或者一个系统。基于Cortex-M0开发板、Zigbee无线收发模块、多种传感器和OLED显示等模块按逻辑功能结合在一起,可以实时监测环境中温度、湿度

15、和光照的变化并实时显示出来。无线频率信息采集系统提供准确性和及时性很强的信息采集技术,其在仓库中应用最多的是使用仓库货物信息采集。通过终端将指令传递给管理员,并接受管理员传回的信息。个采集结点利用Zigbee组建的网络实现多节点控制功能,实现了信息采集系统的无线化,数字化,智能化。2 设计要求通过设计和实现环境数据采集系统,能够全天24小时对环境参量实施监测,本无线环境监测系统具有传感器系统智能化、无线化、数字化的优点,能够对实际环境参数进行准确的测量且能可靠传输,并且达到了预期效果。与此同时将各个采集节点通过Zigbee技术建立信息采集网。用户可直接在监控室查询数据历史记录,也可向各个监控点

16、发送查询命令,查询当前数据信息。2.1 系统功能根据任务需求分析本课题设计的采集系统有如下功能:对于环境信息采集(温度、湿度、光照、RFID识别)进行实时采集;同样采集一些辅助信息,包括:电池电量、Axis_3三轴加速度,这些采集到的数据经过处理打包一并发送给服务器端(Cortex-A8),再由服务器产生相应的指令发回给终端(Cortex-M0);这些基本信息可以在供服务器端查看,还并且在终端上做了简单的数据显示,运行状态显示;考虑到了服务器与终端的交互安全性问题,正常情况下终端是由服务器全部控制的,当可能的意外出现,服务器无法控制终端进行环境异常报警时,终端在设定的时间之后自动切换到自制模式

17、,这时终端进行自我环境异常检测,环境出现异常时打开蜂鸣器报警。2.2 基本参数2.2.1 Cortex-M0终端(1)处理器LPC11C14,主频最高50MHz,外接12MHz晶体,实际工作48MHz;(2)1个MCU片上UART接口,通过板上USB转换后可与PC或其它装置;(3)2个扩展UART接口;(4)1个CAN总线接口;(5)1个RS-485/RS-422可选双功能接口;(6)2路ADC输入;(7)1个128x64点阵OLED双色(黄和蓝)显示屏;(8)1个八段LED 数码管;2个LED灯;(9)传感器:1个温湿度传感器;1个三轴加速度传感器;1个光敏传感器;1个蜂鸣器;(10)1个可

18、控电风扇;(11)1个RFID模块;(12)按键:1个复位键(Reset);1个可控制四个方向和确定功能的五向摇杆键;1 个功能键(Esc)。2.2.2 Zigbee模块ZIC2410(1) 频率:250kbps(标准Zigbee速率)、500kpbs 和 1Mbps;(2) 16条射频通道;(3) Zigbee模块工作电压:5V(4) 支持超出1千米的传送范围;AES128位加密;符合RoHS标准。2.2.3 RFID信息采集CY14443/SPI(1) 通讯速率不大于3Mbps,MSB在前,上升沿采样;(2) 通信命令格式为:前导头通讯长度命令字数据域校验码;(3) 前导头:0xAA0xB

19、B两个字节,若数据域中也包含0xAA那么紧随其后为数据0,但是长度字不增加。(4) 信息长度:指明去掉前导头之外的通讯帧所有字节数(含通讯长度字节本身);(5) 命令字:为用户提供各种可用的操作命令;(6) 校验码:去掉前导头和校验码字节后,再取通讯帧所含字节的异或值。图2-1 M0板硬件图3 方案论证3.1 数据采集方案本设计主要的数据采集方案如下:(1) 温湿度采集方案:DHT10数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感器技术,该传感器模块包括一个NTC测温元件,一个电阻式感湿元件。它具有成本低,性能稳定,抗干扰能力强等优点。

20、(2) 光照采集方案:本设计对光照的采集使用光照传感器ISL29003进行采集,该传感器光照强度可从1lux调节到100,000lux的光照强度,适合该设计要求。与此同时,为了减少光电二极管在光照较弱的环境下输出读数的现象,该传感器表面用金属覆盖。(3) 物品信息采集方案:利用CY14443射频模块进行采集,该芯片特点如下:采用0.6微米CMOS EEPROM工艺;基于ISO14443标准的非接触卡读卡机专用芯片;有特定的工作模式和安全性。CY14443特别适用于ISO14443标准下计费系统或身份识别系统的读卡器的应用。在数据采集的方案中,蜂鸣器和风扇的状态由环境的实际状况进行设定,例如:当

21、环境温度高于我们设定的上限时,此时,蜂鸣器报警,风扇使能。如果一切正常,则蜂鸣器和风扇都处于非使能状态,三轴加速作为辅助的信息利用。获取的数据主要有光度、温湿度、三重加速度、蜂鸣器、风扇的状态。数据结构体描述如下表。表3-1 数据结构体结构体名成员类型成员名功能描述storage_goods_infounsigned chargoods_type物品类型unsigned intgoods_count物品数量storage_infounsigned charstorage_status仓库开关状态led_status仓库LED状态buzzer_status仓库Buzzer状态fan_status

22、仓库风扇状态seg_status仓库数码管状态signed charx仓库采集端三轴状态yzcharsamplingTime20采集数据的时间floattemperature仓库当前温度temperatureMAX仓库温度上限temperatureMIN仓库温度下限humidity仓库当前湿度humidityMAX仓库湿度上限humidityMIN仓库湿度下限illumination仓库当前光照illuminationMAX仓库光照上限illuminationMIN仓库光照下限storage_goods_infogoods_infoGOODS_NUM采集货物信息env_info_clien_a

23、ddrstorage_info storage_noSTORAGE_NUM所以仓库实时信息storage_nointtable_select_maskenv_operation_masktable_operation_maskgoods_operation_maskmsglongtypes消息队列里的消息类型msgtype区别消息的类型unsigned chartextQUEUE_MSG_LEN消息正文长度3.2 数据传输方案在本系统设计中,主要数据采用无线通信的方式实现数据的传输,采用了Zigbee对于所采集到的环境信息和物品信息传输的方案。Zigbee:ZICM2410模块遵循Zigbee

24、国际的IEEE802.15.4标准,其特点如下:低功耗,低速率,网络路由功能强大,自恢复及冗余性能优异,高可靠性等。每个Zigbee网络节点不仅本身可以作为监控对象,还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外,每一个Zigbee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内,和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。因此,利用Zigbee作为本设计的传输方案,用来实现M0终端采集数据的传输,并且完成多点同时监控,个节点可以相互控制的功能。3.3 数据保存方案前端M0采集的数据保存方案:采用数据库sqlite3。其优点是其不需要任何数据库引擎,使用者不用安装数据库就可

25、以用sqlite来保存本设计相关的数据,温湿度,光照,物品信息等等,因此该系统采用数据库sqlite3。3.4 主控制处理器的选取主控制处理器选择了NXP Semiconductors的LPC11C14。基于ARM Cortex-M0内核的LPC11C14是ARM Cortex-M0系列低功耗、低成本、的32位处理器,并且相比其它的ARM内核处理器主频低的多,它的最高主频可以工作到50MHz。其在保证功能完善的情况下所需的功耗是相当低的。处理数据的速度快,功耗低,抗干扰能力强,因此本设计采用了Cortex-M0作为数据采集终端。4 系统硬件架构4.1 系统整体设计M0终端负责对当前环境信息(温

26、度、湿度、光照等)进行采集,初步对数据进行处理打包并通过无线通信设备Zigbee发送给Cortex-A8(以下简称A8服务器),A8服务器对数据进行处理后给M0终端发送指令实时响应各种操作。该系统的相关信息主要包括温湿度、光感度、三轴加速度、风扇、蜂鸣器、LED灯、数码管显示、M0终端液晶屏显示、以及物品相关信息。数据采集终端M0与A8服务器进行数据交互采用的Zigbee无线通信设备,Zigbee与M0终端之间的衔接采用的是串行外设接口(SPI) 总线、UART转USB(PL2303HX芯片)。该设备具有功耗低、低速率、低本低、高可靠性、自恢复及冗余性能优异、网络路由功能强大等特点,并且具有良

27、好的网络拓扑结构,适合本设计的要求。多个Zigbee节点便于组成无线通信网。图4-1 系统结构框图4.2 系统硬件设计在本设计中,所涉及到的硬件设计包括:DHT10数字温湿度传感器电路设计,ISL29003光照传感器电路设计,Zigbee无线通信设备ZICM2410电路设计以及CY14443射频模块电路设计。4.2.1 主控制处理器本设计中主控制处理器选择了NXP Semiconductors的LPC11C14基于ARM Cortex-M0内核的LPC11C14,它是一个低功耗,低成本,最高工作频率50MHz(实际工作频率48MHz),32位的3级流水线RISC处理器,CortexM0属于AR

28、Mv6-M架构,1颗专为嵌入式应用而设计的ARM核、可选的唤醒中断控制器WIC、紧耦合的可嵌套中断微控制器NVIC,还有基于AMBA结构的AHB-lite总线和基于CoreSight技术的SWD或JTAG调试接口,增加其扩展性能。具有全新的硬件除错单元,很强的的抗干扰能力。图4-2 LPC11C14引脚图4.2.2 Zigbee模块ZICM2410芯片电路设计本设计采用Zigbee进行数据无线传输,芯片选择了ZIC2410,其作为兼容Zigbee的核心硬件处理芯片,在完成无线通信、Zigbee组网,数据收发及处理,等运行中,发挥着至关重要的作用。其内核芯片ZIC2410遵从Zigbee规范和I

29、EEE802.15.4标准,是一个真正的单芯片解决方案,包括一个含有基带modem的射频收发器、硬连线的MAC和内嵌8051内核的微控制器(带有内部Flash存储器)。根据应用经验,精选最常用的片内外设,包括多个通用I/O引脚、定时器、UART,SPI 等,独有的IIS/SPI/UART输入输出接口,结合其扩展的500kbps或1Mbps的无线传输数率,可以满足广大的无线应用。模块的高度集成极大的简化了设计、降低了功耗,节约了整个系统的成本。图4-3 ZICM2410原理图4.2.3 CY14443射频电路设计本设计射频识别模块采用CY-14443A系列射频读写模块,是非接触卡类型芯片,该芯片

30、支持ISO14443 typeA协议和MIFARE标准的加密算法,遵从ISO14443标准,采用0.6微米CMOS EEPROM工艺。芯片内部高度集成了模拟调制解调电路,只需最少量的外围电路就可以工作,支持UART接口(-C),IIC接口(-U),或者SPI接口(-P),数字电路具有TTL、CMOS两种电压工作模式。特别适用于ISO14443标准下计费系统或身份识别系统的读卡器的应用。图4-4 CY14443/SPI原理图图4-5 CY14443射频模块工作时序图4.2.4 温湿度模块电路设计在本设计中,测温模块的主要器件选取的是DHT10数字温湿度传感器,它是一款含有已校准数字信号输出的温湿

31、度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感器技术,确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件,并与一个高性能8位单片机相连接。它具有成本低,性能稳定,抗干扰能力强等优点。采用简化的单总线通信,主机通过特定的时序对其进行访问,一次传送给主机40位数据,高位先出,其数据格式如下。表4-1 通信数据据格式数据位39-3231-2423-1615-87-0含义温度整数数据温度小数数据湿度整数数据湿度小数数据校验位图4-6 DHT11原理图4.2.5 光照传感器ISL29003模块电路设计本课题光照数据采集选择ISL29003,该传感器是一种

32、集成光传感器,内置的整合型ADC和标准IIC接口,该设备能够采集周围光照强度lux转化为数字量通过IIC输出采集信息,传感器光照强度可从1lux调节到100,000lux的光照强度,ADC具有高达15-bit有效分解.该传感器被金属覆盖,以减少光电二极管在光照较弱的环境下输出读数的效果,可显示低光度lux的功能。图4-7 ISL29003原理5 系统软件建构5.1 开发环境搭建搭建基本的环境,包括Keil,Colink仿真器配置工具,CoMDKPlugin插件,嵌入式IAR Embedded Workbench IDE提供一个框架,任何可用的工具都可以完整地嵌入其中,Zigbee工具的安装。其

33、中Keil软件作为主要的工具,为测试的模块提供编译,下载等条件。(1) Keil环境搭建:keil uvision4是一款具有强大内置编辑器的多内核编译调试环境,keil uvision4具有灵活的窗口管理系统,支持多台监视器,开发人员可以完全控制任何地方。 keil uvision4可以完成从工程建立和管理、编译、链接以及目标代码的生成,到硬件仿真(挂接仿真器等硬件)、软件仿真等完整的开发流程,并且支持多种微控制器,例如8051、ARM、AVR等等。keil uvision4集成开发环境包括代码编辑器、工程管理器、编译工具链、外部工具和源码级调试器等。keil uvision4主界面如下图所

34、示。图5-1 keiluv4主界面(2)IAR Embedded Workbench IDE搭建:8位、16位以及32位的微处理器和微控制器都用使用嵌入式IAR Embedded Workbench适用,它为用户提供项目需要的开发环境。其开发环境具有易学和具有最大量代码继承能力的特点,以及对大多数和特殊目标的支持。通过IAR工具,用户可以大大节省工作时间提高用户的工作效率。实现“不同架构,同一解决方案”的理念。点击该软件安装,进入安装界面如下图。并选择绿色标记的选项,按照提示完成安装。图5-2 IAR安装界面其他工具的安装都根据相关的提示进行操作,至此软件环境和工具安装完成。5.2 软件整体设

35、计在整体软件设计采用C语言编写, 实现Cortex-M0的各项功能。编程的程序包括:初始化程序、主程序、定时中断服务程序、各子程序模块等。采用模块化结构程序设计按照一定的逻辑来编写,主要目的是为了方便程序调试和提高可靠性。本系统主要分为:前端数据中心(A8)和远程监控终端(M0)。具体过程为。(1) M0终端全天24小时采集温度、湿度、光感数据等环境参数,记录物品刷卡信息;(2) 无用Zigbee无线通信方式把采集到的环境相关数据和物品信息发送给A8服务器;(3) 数据接收由A8的M0线程负责,并激活数据库线程对数据库进行相应的处理,再根据相关的数据参数进行判断处理进行如果数据出现异常,则进行

36、报警;(4) 通过Zigbee技术建立信息采集网。用户可查询数据历史记录,也可向各个监控点发送查询命令,查询当前数据信息。图5-3 主要流程图5.3 主要模块程序的设计5.3.1 相关数据采集模块基于本设计的要求,采集的数据主要有光度、温湿度、三重加速度、蜂鸣器、风扇的状态。物品相应信息等等。调用读温湿度的接口函数Read_Temp_Hum(temp, hum)。调用读光强的接口函数light_read(),调用读三重加速度的接口函数acc_read(&x, &y, &z),读到数据保存数据到x,y,z中;在读三重加速度时,必须要有一个初始位置作为参考值(也即是要初始化这3个变量),一般都是以

37、水平作为参考值。 #define XOFF 0 #define YOFF 0 #define ZOFF 0读到的数据如下保存。 data.x = x+XOFF; data.y = y+YOFF; data.z = z+ZOFF;部分程序如下,主要程序详见附录。我自定义了获取状态:蜂鸣器、风扇、led灯使能为1,否则为0;获取这些状态值时都是在不同代码段中的下的运行获取。LED流程图如图5-4所示.图 5-4 LED流程图(1)环境结构体包含:数据头,数据类型、仓库号、温度、湿度、三轴加速、光度、电量、ADC。struct sendEnvuint8_t head3; /标识位st:uint8_t

38、 type; /数据类型uint8_t snum; /仓库编号uint8_t temp2; /温度uint8_t hum2; /湿度uint8_t x; /三轴信息uint8_t y;uint8_t z;uint32_t ill; /光照uint32_t bet; /电池电量uint32_t adc; /电位器信息;(2)RFID物品识别结构体包含:数据头、数据类型、I/O、物品编号、物品数量。struct sendGoodsuint8_t head3; /标识位st:uint8_ttype; /数据类型uint8_t io; /进出仓库uint8_t goodsno; /商品编号uint8_

39、t goodsnum; /商品数量;5.3.2 无线传输的实现在本设计中所选用的无线网络是采用的Zigbee无线通信协议,Zigbee的底层技术基于IEEE 802.15.4,即其物理层和媒体访问控制层直接使用了IEEE 802.15.4的定义。它是一种适用远程监控、数据传输、无线网络组网运用的技术。Zigbee无线通信主要有以下特点:(1)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;(2)功耗低: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624个月,

40、甚至更长;(3)低速率:Zigbee可提供250 kbps(2.4GHz)、40kbps(915 MHz)和20kbps(868 MHz)的原始数据吞吐率,工作速率在20250kbps的范围;(4)短延时:Zigbee的响应速度较快,15ms就可以实现从睡眠转入工作状态转换,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能;(5)高安全:Zigbee提供了包括无安全设定、使用访问控制清单(Access Control List, ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES 128)的对称密码的三级安全模式;(6)低成本:Zigbee免协议专利费。每块芯片的价格大约为十几块。5.3.3

41、无线传输程序设计获取要发送的数据(温湿度、光强强度、三重加速度、风扇和LED灯的使能状态),获取数据主要是调用相应的接口函数实现获取数据,获取数据后,再把获取数据保存到struct Obtain_data结构体中去,需要把结构体强制转换成字符形式,即使用(uint8_t *)&data,最后通过Zigbee_PutChar()函数发送;在持续的发送数据是我们是用了一个死循环while(1),这样可以实时的获取数据并且发送实时数据。部分代码如下:void Send(void)int i;uint8_t *ptr;while(1)Temp_Hum_Test();Axis3_Test();Light

42、_Test();FAN_Test();LED_Test(); /获取数值ptr = (uint8_t *)&data;for(i = 0;isizeof(data);i+)Zigbee_PutChar(*(ptr+i);/数据发送函数Zigbee发送函数主要有:Zigbee_PutChar(uint8_t Ch);SPI752_PutChar(1, Ch);SPI752_RegWrite(Channel, SPI752_THR_W, Ch);SPI_UART_CS(0);SPI_PutGet(1, SPI752_WRITE | (Reg3) | (Channeldata;free (node);pthread_mutex_unlock (&mutex_linklist);if (e = buf.msg_type)getEnvPackage (&buf);else if (r = buf.msg_type)getGoodsPackage (&buf);return 0;5.5 设计运行结果展示本设计中,M0终端对相应的数据进行采集,并在其终端上OLED屏上的显示。接M0

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 办公文档 > 其他范文


备案号:宁ICP备20000045号-2

经营许可证:宁B2-20210002

宁公网安备 64010402000987号