第一篇：無線傳感網(wǎng)絡(luò)課程作業(yè)

物聯(lián)網(wǎng)之未來的智能家居系統(tǒng)

——House Stage

不知不覺中時(shí)光在悄悄的流逝，轉(zhuǎn)眼之間，我選擇這個(gè)專業(yè)已經(jīng)兩年了。從一開始的不知物聯(lián)網(wǎng)為何物的懵懂少年，成長為了一名熱愛物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并堅(jiān)定的以它為未來目標(biāo)職業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)燒友。這其中經(jīng)歷了太多太多。今天就接著這個(gè)機(jī)會，來談一談我內(nèi)心中對智能家居系統(tǒng)的一種設(shè)計(jì)理念。

目前在全球范圍內(nèi)，都有一股對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推崇，其中以智能可穿戴設(shè)備，智能家居，車聯(lián)網(wǎng)為主導(dǎo)方向。而在其中，谷歌與蘋果相繼發(fā)布了關(guān)于Self-Driving Car與IWatch的相關(guān)信息后，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用更是達(dá)到了一個(gè)白熱化的階段，各種各樣的智能設(shè)備也隨之活躍起來。但是智能家居系統(tǒng)卻始終處在一個(gè)較為尷尬的局面，市場上主要以智能家居單品為代表。究其根源，一方面有用戶體驗(yàn)方面的原因，另一方面也有在安全方面的原因。而我的House Stage主要設(shè)計(jì)是出于用戶體驗(yàn)方面的考量。

首先，用戶在使用智能家居系統(tǒng)時(shí)，首要的考量便是完全性的問題，因此我設(shè)計(jì)的House Stage使用的協(xié)議為ZigBee協(xié)議。之所以選擇這樣的協(xié)議主要是對比WiFi協(xié)議，ZigBee協(xié)議具有低功耗，成本低，短時(shí)延，組網(wǎng)能力強(qiáng)，安全性能高等優(yōu)勢，而它的缺點(diǎn)也比較明顯，那就是對于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾时容^低。但是對于實(shí)現(xiàn)家庭自動(dòng)化的智能家居系統(tǒng)來說，這并不是問題。目前市場上的智能家居系統(tǒng)主要是采用WiFi協(xié)議，一方面WiFi協(xié)議開發(fā)成本高，導(dǎo)致后期智能系統(tǒng)價(jià)格不夠親民，群眾接受度不高，而且安全性差，達(dá)不到群眾內(nèi)心中對智能系統(tǒng)的最基本要求；另一方面，WiFi組網(wǎng)能力不強(qiáng)，能夠接受的有效節(jié)點(diǎn)數(shù)只有32個(gè)，這對于普通用戶家庭中所擁有的家電數(shù)目顯然是不太夠的。同時(shí)，用戶在使用智能家居系統(tǒng)時(shí)也會考慮到平時(shí)的功耗問題，而ZigBee不僅工作時(shí)耗電少，而且支持休眠模式。平時(shí)不用工作時(shí)可以處于休眠狀態(tài)，用戶需要使用時(shí)直接喚醒即可，另外ZigBee從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到工作狀態(tài)所花費(fèi)的時(shí)間非常的短，具有較好的用戶體驗(yàn)?？紤]到用戶家中可能設(shè)置有無線路由器并使用WiFi接入網(wǎng)絡(luò)，所以在House Stage中會引入抗干擾機(jī)制，采用非協(xié)作方式，通過動(dòng)態(tài)信道分配，來減少ZigBee與家庭WiFi的沖突。同時(shí)使用ZigBus總線協(xié)議，添加多級無線信號的有線中繼，解決了多樓層多單元之間的信號覆蓋問題。對于家庭中平時(shí)采集的數(shù)據(jù)則存放在后臺數(shù)據(jù)庫中，采用一套輕量級數(shù)據(jù)庫加密技術(shù)，并且通過物理網(wǎng)絡(luò)地址綁定，允許綁定多個(gè)物理地址。只有通過事先設(shè)置好的終端才能進(jìn)行查看，并且用戶可自行設(shè)置數(shù)據(jù)的最大存活周期。這都大大提高了系統(tǒng)的安全性，滿足了用戶對系統(tǒng)安全性的需求。其次在功能方面，整個(gè)系統(tǒng)可分為安防監(jiān)控系統(tǒng)和智能操控系統(tǒng)。在安防監(jiān)控系統(tǒng)中，使用了系統(tǒng)集成的無線網(wǎng)絡(luò)攝像頭以及各種安防傳感器如紅外線探測器，煙感/煤氣傳感器，智能門鎖控制等。同時(shí)安防系統(tǒng)支持3G網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)用戶不在家時(shí)，可以通過手機(jī)等移動(dòng)終端查看家中的情況。當(dāng)有小偷或是發(fā)生火災(zāi)等重大緊急情況，在向用戶發(fā)送緊急信息的同時(shí)，也會接入到當(dāng)?shù)毓矙C(jī)關(guān)和消防部門等。如果家中有老人或者小孩發(fā)生意外，系統(tǒng)還會發(fā)送警告信息給用戶，幫助用戶妥善處理這類問題。不僅如此，當(dāng)有訪客來訪時(shí)，系統(tǒng)也會對訪客進(jìn)行拍照，并且發(fā)送到用戶手機(jī)上，用戶可以考慮是否接待客人。如果用戶選擇接待，則系

統(tǒng)開門迎接，并打開部分娛樂性的家電供訪客打發(fā)時(shí)間。如果用戶此時(shí)不方便接待，則可以選擇不接待，此時(shí)系統(tǒng)會自動(dòng)播放錄音，可以是用戶自行設(shè)定的錄音，也可以是系統(tǒng)默認(rèn)的錄音。同時(shí)支持黑名單功能，用戶一旦將來訪者列入黑名單后，系統(tǒng)今后將自動(dòng)拒絕來訪者的來訪請求。而智能操控系統(tǒng)則包括了智能燈光控制，智能家電控制，智能家居情景模式切換，智能環(huán)境監(jiān)控等。在智能燈光控制方面，支持手機(jī)電腦遠(yuǎn)程控制，兼容多種情景模式，如會客，家庭影院，派對等，同時(shí)也支持智能感應(yīng)。在晚上的時(shí)候，當(dāng)有人起夜時(shí)，系統(tǒng)通過傳感器檢測到有人夜間活動(dòng)，便會亮起電燈，當(dāng)人離開時(shí)又會自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)然此時(shí)的安全監(jiān)控系統(tǒng)是開啟的，門磁也處于工作狀態(tài)，所以能夠識別盜賊。另外在智能家電控制功能中，用戶不僅可以通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對家里的家電進(jìn)行操控，在沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下，也可以通過將手機(jī)短信發(fā)送到家里的系統(tǒng)控制終端來達(dá)到操控目的。打個(gè)比方，在夏天酷熱難耐時(shí)，你正好在趕回家的路上。此時(shí)的你想必是希望快點(diǎn)回到家中躲避這樣的酷暑吧。但是，即便回到家中，打開空調(diào)到室內(nèi)溫度達(dá)到一個(gè)舒適溫度也需要數(shù)分鐘的時(shí)間。如果擁有這樣的一個(gè)系統(tǒng)，你只需要設(shè)定好溫度和時(shí)間并將信息發(fā)送回家，系統(tǒng)終端接收到信息后便會通過相應(yīng)的智能開關(guān)打開空調(diào)進(jìn)行制冷。這樣一方面即可實(shí)現(xiàn)用戶遠(yuǎn)程控制家電的想法，另一方面，使用智能開關(guān)更加具有靈活性，即便不是智能家電設(shè)備也可以進(jìn)行輕松調(diào)控?？扇绻阍诩蚁肟匆粓鲭娪岸挚嘤跊]有在電影院看的那種感覺，亦或是你想開一場派對卻又懶得布置環(huán)境，那么擁有這套系統(tǒng)就可以輕松幫你搞定。用戶只需要在系統(tǒng)終端中選擇到智能家居情景模式切換，并選擇相應(yīng)的模式即可。比如用戶選擇了影院模式，燈光便會自動(dòng)調(diào)整為影院模式，同時(shí)窗簾自動(dòng)拉上，各種音頻視頻設(shè)備自動(dòng)打開，DVD機(jī)智能選擇播放用戶喜歡的電影。又或者用戶選擇派對模式，系統(tǒng)會將普通燈光換成彩色閃燈，在打開各類音頻視頻設(shè)備的同時(shí)，還能智能調(diào)控音量大小，讓用戶既能玩的盡興又不用擔(dān)心噪聲擾民。另外用戶只需準(zhǔn)備好相應(yīng)的食材，并在網(wǎng)上下載相應(yīng)的烹飪算法，然后將這一切交給智能家居便可。而對于智能環(huán)境監(jiān)控這個(gè)功能來說，它通過調(diào)用分布在家中各處的溫度濕度傳感器對家居環(huán)境進(jìn)行檢測，并自動(dòng)控制中央空調(diào)調(diào)節(jié)溫度和濕度，還可通過光傳感器，在白天的時(shí)候檢測家中的采光情況，并控制窗簾和窗戶進(jìn)行光線調(diào)節(jié)，給用戶營造一個(gè)舒適的家居環(huán)境。

以上便是我對智能家居系統(tǒng)的一個(gè)設(shè)想，其中部分功能已經(jīng)現(xiàn)世，但仍然不完善，有一些功能則尚未開發(fā)出來。另一方面在系統(tǒng)組成架構(gòu)上是按照課本上及其相應(yīng)的一些專業(yè)知識進(jìn)行合理的構(gòu)想組合，并認(rèn)為有一定可能可以實(shí)現(xiàn)的，并且我認(rèn)為這樣的一套系統(tǒng)在未來10~20年內(nèi)有可能被開發(fā)出來。因?yàn)槠渲械拇蟛糠旨夹g(shù)與協(xié)議是現(xiàn)今所有的，只是通過重新的組合，以一種新的方式呈現(xiàn)出來。但是由于某些協(xié)議中的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，并且大部分市場尚未打開，所以需要一定的時(shí)間來完善。同時(shí)這也是我對無線傳感器網(wǎng)路技術(shù)及其應(yīng)用這門課程學(xué)習(xí)后的心得體會的縮影，絕大部分資料來源于課本和之前的物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論及其自己平時(shí)經(jīng)常關(guān)注的一些國外較成熟產(chǎn)品的功能，整片文章純手打，來源于互聯(lián)網(wǎng)的資料少之又少，無任何抄襲復(fù)制的成分。

學(xué)習(xí)心得

經(jīng)過了一個(gè)學(xué)期的無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用的課程學(xué)習(xí)，我對物聯(lián)網(wǎng)的了解更加深入了一點(diǎn)，從以前只知道事物之間可以互聯(lián)互通，到現(xiàn)在對相應(yīng)技術(shù)及

其相應(yīng)的協(xié)議算法等都有了一個(gè)比較初級的了解，從物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡(luò)層，傳輸層，應(yīng)用層具有涉獵。單從課程角度來講，課程內(nèi)容比較偏理論化，個(gè)人感覺缺乏相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)導(dǎo)致所學(xué)的內(nèi)容與實(shí)操偏離較遠(yuǎn)。但老師的教學(xué)相當(dāng)不錯(cuò)，能夠盡可能的以生動(dòng)形象的比喻來說明，這點(diǎn)是非常好的。

第二篇：無線傳感網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)

無線傳感網(wǎng)絡(luò) 課程設(shè)計(jì)報(bào)告

姓名：胡韶輝 胡衎

2017

學(xué)號：139074377 139074376 班級：物131班 指導(dǎo)教師：衛(wèi)琳娜

年1月1日

無線傳感網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)

一、無線傳感網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)對點(diǎn)通信實(shí)驗(yàn)

1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

此實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察結(jié)果是否與預(yù)期相符

2．實(shí)驗(yàn)步驟

用IAR8.1打開路徑：C:UsersxsDesktop無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)無線傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)資料201604感知RF2-2530WSNV1.2代碼和例子程序Light_SwitchIDELight_Switchsrf05_cc2530IarLight_Switch.eww分別編譯并下載至兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上，打開節(jié)點(diǎn)，左右鍵選擇/,選擇完成后按中間鍵確認(rèn)，觀察LED燈顯示情況。3.實(shí)驗(yàn)代碼及分析

/* 功 能：查找字符在索引中的哪一個(gè)位置 */ /**************************************************************************************************/ static u16 lookforChar(u8 ch){ uint16 i;for(i = 0;i < FONTLISTCOUNT;i ++){

if(fontList[i] == ch)

return i;} return i;}

//查中文

static u16 lookforChar16(u16 ch){ uint16 i,j;u16 temp16;for(i = 0;i < fontChar16ListCount;i ++){

j = i*2;

temp16 = fontChar16List[j + 1];

temp16 <<= 8;

temp16 |= fontChar16List[j];

if(temp16 == ch)

return i;} return i;}

/**************************************************************************************************/ /* 功 能：在指定位置輸出8*8 */ /**************************************************************************************************/ static void LcdPutChar8(u8 x,u8 y,u8 ch){ LcdBuf[y][x] = ch;} /**************************************************************************************************/ /* 功 能：在指定位置輸出16*16 */ /**************************************************************************************************/

/*static void LcdPutChar16(u8 x,u8 y,u16 ch){ LcdBuf[y][x] =(u8)ch;

//低前高后

LcdBuf[y+1][x] =(u8)(ch>>8);}

void LcdPutString8(u8 x,u8 y,u8 *ptr u8 len,u8 op){

u8 i,*tptr = ptr,xx = x,yy = y;u16 m;if(x > 95)

return;if(y > 1)

return;for(i = 0;i < len;i ++){

m = lookforChar(*tptr ++);

if(m!= FONTLISTCOUNT)

{

m = m * 8;

}

else

return;

xx += 8;

if(xx > 88)

return;} } */

void LcdClearRam(void){ u8 i;for(i = 0;i < 96;i ++){

LcdBuf[0][i] = 0;} for(i = 0;i < 96;i ++){

LcdBuf[1][i] = 0;} } void LcdClearScrean(void){ LcdClearRam();PutPic((void *)LcdBuf);}

void LcdPutString16_8(u8 x,u8 y,u8 *ptr,u8 len,u8 op){ u8 i,j,*tptr = ptr,xx = x,yy = y;u16 m;if(xx > 95)

return;if(yy)

return;

for(i = 0;i < len;i ++){

m = lookforChar(*tptr ++);

if(m!= FONTLISTCOUNT)

{

m = m * 16;

for(j = 0;j < 8;j ++)

{

if(op)

{

LcdPutChar8((xx + j),yy,font[m+j]);

LcdPutChar8((xx + j),yy+1,font[m+j+8]);

}

else

{

LcdPutChar8((xx + j),yy,~font[m+j]);

LcdPutChar8((xx + j),yy+1,~font[m+j+8]);

}

}

}

else

break;

xx += 8;

if(xx > 96)

return;} PutPic((void *)LcdBuf);} //顯示16*16字符

void LcdPutString16_16(u8 x,u8 y,u8 *ptr,u8 len,u8 op){ u8 i,j,*tptr = ptr,xx = x,yy = y;u16 m;if(xx > 95)

return;if(yy)

return;

for(i = 0;i < len;i ++){

m = lookforChar(*tptr ++);

if(m!= FONTLISTCOUNT)

{

m = m * 32;

for(j = 0;j < 16;j ++)

{

if(op)

{

LcdPutChar8((xx + j),yy,font[m+j]);

LcdPutChar8((xx + j),yy+1,font[m+j+16]);

}

else

{

LcdPutChar8((xx + j),yy,~font[m+j]);

LcdPutChar8((xx + j),yy+1,~font[m+j+16]);

}

}

}

else

break;

xx += 16;

if(xx > 80)

return;} PutPic((void *)LcdBuf);}

static void LcdPrint8(u8 x,u8 y,u8 vl,u8 op){ u8 j;u16 m;m = lookforChar(vl);if(m!= FONTLISTCOUNT){

m = m * 16;

for(j = 0;j < 8;j ++)

{

if(op)

{

LcdPutChar8((x + j),y,font[m+j]);

LcdPutChar8((x + j),y+1,font[m+j+8]);

}

else

{

LcdPutChar8((x + j),y,~font[m+j]);

LcdPutChar8((x + j),y+1,~font[m+j+8]);

}

} } } static void LcdPrint16(u8 x, u8 y, u16 val, u8 op){ u8 j;u16 m;m = lookforChar16(val);if(m!= fontChar16ListCount)

{

m = m * 32;

for(j = 0;j < 16;j ++)

{

if(op)

{

LcdPutChar8((x + j),y,fontChar16[m+j]);

LcdPutChar8((x + j),y+1,fontChar16[m+j+16]);

}

else

{

LcdPutChar8((x + j),y,~fontChar16[m+j]);

LcdPutChar8((x + j),y+1,~fontChar16[m+j+16]);

}

}

} }

void LcdPutDispBuf(u8 x,u8 y,OledCodeDataType *ptr,u8 op){ u8 tcount = x;OledCodeDataType *tptr = ptr;u16 temp16;if(x > 88)

return;if(y > 1)

return;while((*tptr!= '