物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)綜合開發(fā)與應用2.12.5物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)基礎課件

1、物聯(lián)網(wǎng)綜合設計2.1 物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)基礎物聯(lián)網(wǎng)項目開發(fā)平臺ZXBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議硬件開發(fā)平臺應用接口Andriod應用實例Web應用實例 物聯(lián)網(wǎng)平臺物聯(lián)平臺介紹物聯(lián)是一個開放的公共物聯(lián)網(wǎng)接入平臺，目的是為服務所有的愛好者和開發(fā)者，使物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)的接入、存儲和展現(xiàn)變得輕松簡單，讓開發(fā)者能夠快速開發(fā)出專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)。系統(tǒng)架構設計物聯(lián)平臺介紹1傳感器硬件和接入互聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng)關（負責將傳感器數(shù)據(jù)采集起來，發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)服務器）。2高性能的數(shù)據(jù)接入服務器和海量存儲。3特定應用，處理結果展現(xiàn)服務。 平臺基本框架物聯(lián)基本框架平臺虛擬化技術框架物聯(lián)虛擬化技術物聯(lián)平臺支持硬件與應用的虛擬化，硬件數(shù)據(jù)源仿真系

2、統(tǒng)為上層軟件工程師提供虛擬的硬件數(shù)據(jù)，圖形化組態(tài)應用系統(tǒng)為底層硬件開發(fā)者提供圖形化界面定制工具，框架如下圖所示：硬件模型如下：物聯(lián)常用硬件硬件模型介紹：物聯(lián)常用硬件傳感器主要用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)，包括各類物理量、標識、音頻、視頻數(shù)據(jù)。節(jié)點采用單片機/ARM等微控制器，具備物聯(lián)網(wǎng)傳感器的數(shù)據(jù)的采集、傳輸、組網(wǎng)能力，能夠構建傳感網(wǎng)絡。網(wǎng)關實現(xiàn)傳感網(wǎng)與電信網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)聯(lián)通，支持ZigBee、Wi-Fi、BLE、LoRa、NB-IoT、LTE、等多種傳感協(xié)議的數(shù)據(jù)解析，支持網(wǎng)絡路由轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)M2M數(shù)據(jù)交互。云服務器負責對物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)進行中央處理，運行云計算大數(shù)據(jù)技術實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的

3、存儲、分析、計算、挖掘和推送功能，并采用統(tǒng)一的開放接口為上層應用提供數(shù)據(jù)服務。應用終端運行物聯(lián)網(wǎng)應用的移動終端，比如Android手機/平板等設備。開發(fā)前準備工作學習物聯(lián)產(chǎn)品前，要求用戶預先學習以下基本知識和技能：了解和掌握基于CC2530的單片機接口技術/傳感器接口技術；了解ZigBee無線傳感網(wǎng)基礎知識，及基于CC2530的ZigBee ZStack組網(wǎng)原理；了解和掌握JAVA編程，掌握Android應用程序開發(fā)；了解和掌握HTML、JavaScript、CSS、Ajax開發(fā)，熟練使用DIV+CSS進行網(wǎng)頁設計；了解和掌握JDK+ApacheTomcat+Eclipse環(huán)境搭建及網(wǎng)站開發(fā)。

4、ZXBee 數(shù)據(jù)通信協(xié)議ZXBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議對物聯(lián)網(wǎng)整個項目從底層到上層的數(shù)據(jù)段作出了定義，該協(xié)議有以下特點：數(shù)據(jù)格式的語法簡單，語義清晰，參數(shù)少而精；參數(shù)命名合乎邏輯，見名知義，變量和命令的分工明確；參數(shù)讀寫權限分配合理，可以有效抵抗不合理的操作，能夠在最大程度上確保數(shù)據(jù)安全；變量能對值進行查詢，可以方便應用程序調(diào)試；命令是對位進行操作，能夠避免內(nèi)存資源浪費。通信協(xié)議參數(shù)定義ZXBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議參數(shù)定義-Sensor-A傳感器屬性參數(shù)權限說明Sensor-A（601）溫度值A0R溫度值，浮點型：0.1精度，-40.0105.0，單位攝氏度濕度值A1R濕度值，浮點型：0.1精度， 0100

5、，單位%光強值A2R光強值，浮點型：0.1精度， 065535，單位Lux空氣質(zhì)量值A3R空氣質(zhì)量值，表征空氣污染程度氣壓值A4R氣壓值，浮點型：0.1精度，單位百帕三軸（跌倒狀態(tài)）A5-三軸：通過計算上報跌倒狀態(tài)，1表示跌到（主動上報）距離值A6R距離值（cm），浮點型：0.1精度，20cm80cm語音識別返回碼A7-語音識別碼，整型：149（主動上報）上報狀態(tài)D0(OD0/CD0)RWD0的Bit0Bit7分別代表A0A7的上報狀態(tài)，1表示允許上報繼電器D1(OD1/CD1)RWD1的Bit6Bit7分別代表繼電器K1、K2的開關狀態(tài)，0表示斷開，1表示吸合上報間隔V0RW循環(huán)上報時間間隔

6、通信協(xié)議參數(shù)定義ZXBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議參數(shù)定義-Sensor-BSensor-B（602）RGBD1(OD1/CD1)RWD1的Bit0Bit1代表RGB三色燈的顏色狀態(tài)RGB：00（關），01（R），10（G），11（B）步進電機D1(OD1/CD1)RWD1的Bit2分別代表電機的正反轉(zhuǎn)動狀態(tài)，0正轉(zhuǎn)（5s后停止），1反轉(zhuǎn)（5s后反轉(zhuǎn)）風扇/蜂鳴器D1(OD1/CD1)RWD1的Bit3代表風扇/蜂鳴器的開關狀態(tài)，0表示關閉，1表示打開LEDD1(OD1/CD1)RWD1的Bit4、Bit5代表LED1/LED2的開關狀態(tài)，0表示關閉，1表示打開繼電器D1(OD1/CD1)RWD1的Bit

7、6、Bit7分別代表繼電器K1、K2的開關狀態(tài)，0表示斷開，1表示吸合上報間隔V0RW循環(huán)上報時間間隔通信協(xié)議參數(shù)定義ZXBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議參數(shù)定義-Sensor-CSensor-C（603）人體/觸摸狀態(tài)A0R人體紅外狀態(tài)值，0或1變化；1表示檢測到人體/觸摸振動狀態(tài)A1R震動狀態(tài)值，0或1變化；1表示檢測到震動霍爾狀態(tài)A2R霍爾狀態(tài)值，0或1變化；1表示檢測到磁場火焰狀態(tài)A3R火焰狀態(tài)值，0或1變化；1表示檢測到明火燃氣狀態(tài)A4R燃氣泄漏狀，0或1變化；1表示燃氣泄漏光柵（紅外對射）狀態(tài)A5R光柵狀態(tài)值，0或1變化，1表示檢測到阻擋上報狀態(tài)D0(OD0/CD0)RWD0的Bit0Bit5分

8、別表示A0A5的上報狀態(tài)繼電器D1(OD1/CD1)RWD1的Bit6Bit7分別代表繼電器K1、K2的開關狀態(tài)，0表示斷開，1表示吸合上報間隔V0RW循環(huán)上報時間間隔語音合成數(shù)據(jù)V1W文字的Unicode編碼通信協(xié)議參數(shù)定義ZXBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議參數(shù)定義-Sensor-ELSensor-EL（605）卡號A0-字符串（主動上報，不可查詢）卡類型A1R整型，0表示125K，1表示13.56M卡余額A2R整型，范圍08000.00，手動查詢設備余額A3R浮點型，設備金額設備單次消費金額A4R浮點型，設備本次消費扣款金額設備累計消費A5R浮點型，設備累計扣款金額門鎖/設備狀態(tài)D1(OD1/CD1)

9、RWD1的Bit0Bit1表示門鎖、設備的開關狀態(tài)，0（關閉），1（打開）充值金額V1RW返回充值狀態(tài)，0/1，1表示操作成功扣款金額V2RW返回扣款狀態(tài)，0/1，1表示操作成功充值金額（設備）V3RW返回充值狀態(tài)，0/1，1表示操作成功扣款金額（設備）V4RW返回扣款狀態(tài)，0/1，1表示操作成功通信協(xié)議參數(shù)定義ZXBee數(shù)據(jù)通信協(xié)議參數(shù)定義-Sensor-EHSensor-EH（606）卡號A0-字符串（主動上報，不可查詢）卡余額A2R整型，范圍08000.00，手動查詢ETC桿開關D1(OD1/CD1)RWD1的Bit0表示ETC桿開關0（關閉），1（抬起一次3s自動關閉，同時bit0置0

10、）充值金額V1RW返回充值狀態(tài)，0/1，1表示操作成功扣款金額V2RW返回扣款狀態(tài)，0/1，1表示操作成功硬件開發(fā)平臺Android網(wǎng)關，采用三星ARM Cortex-A9 S5P4418四核處理器，10.1寸電容液晶屏，集成Wi-Fi、藍牙模塊、500W MIPI高清攝像頭模塊，可選北斗GPS模塊、4G模塊，Android-4.4操作系統(tǒng)硬件開發(fā)平臺硬件開發(fā)平臺應用接口Andriod應用接口物聯(lián)云平臺提供五大應用接口供開發(fā)者使用，包括：實時連接（WSNRTConnect）、歷史數(shù)據(jù)（WSNHistory）、攝像頭（WSNCamera）、自動控制（WSNAutoctrl）、用戶數(shù)據(jù)（WSNPr

11、operty），詳細邏輯圖如下：Andriod應用接口實時連接接口函數(shù)參數(shù)說明功能new WSNRTConnect(String myZCloudID, String myZCloudKey);myZCloudID:賬號myZCloudKey:密鑰建立實時數(shù)據(jù)實例，并初始化ID及密鑰connect()無建立實時數(shù)據(jù)服務連接disconnect()無斷開實時數(shù)據(jù)服務連接setRTConnectListener() onConnect() onConnectLost(Throwable arg0) onMessageArrive(String mac, byte dat)mac:傳感器的MAC地址

12、dat：發(fā)送的消息內(nèi)容設置監(jiān)聽，接收實時數(shù)據(jù)服務推送過來的消息：onConnect:連接成功操作onConnectLost:連接失敗操作onMessageArrive:數(shù)據(jù)接收操作sendMessage(String mac, byte dat)mac:傳感器的MAC地址dat：發(fā)送的消息內(nèi)容發(fā)送消息setServerAddr(String sa)sa:數(shù)據(jù)中心服務器地址及端口設置/改變數(shù)據(jù)中心服務器地址及端口號setIdKey(String myZCloudID, String myZCloudKey);myZCloudID:賬號myZCloudKey:密鑰設置/改變ID及密鑰（需要重新斷開

13、連接）Web應用接口實時連接接口函數(shù)參數(shù)說明功能new WSNRTConnect(myZCloudID, myZCloudKey);myZCloudID:賬號myZCloudKey:密鑰建立實時數(shù)據(jù)實例，并初始化ID及密鑰connect()無建立實時數(shù)據(jù)服務連接disconnect()無斷開實時數(shù)據(jù)服務連接onConnect()無監(jiān)聽連接服務成功onConnectLost()無監(jiān)聽連接服務失敗onMessageArrive(mac, dat)mac:傳感器的MAC地址dat：發(fā)送的消息內(nèi)容監(jiān)聽收到的數(shù)據(jù)sendMessage(mac, dat)mac:傳感器的MAC地址dat：發(fā)送的消息內(nèi)容發(fā)送消息setServerAddr(sa)sa:數(shù)據(jù)中心服務器地址及端口設置/改變數(shù)據(jù)中心服務器地址及端口號setIdKey(myZCloudID, myZCloudKey);myZCloudID:賬號myZCloudKey:密鑰設置/改變ID及密鑰（需要重新斷開連接）開發(fā)調(diào)試工具實時推送測試工具開發(fā)調(diào)試工具歷史數(shù)據(jù)測試工具開發(fā)調(diào)試工具網(wǎng)絡拓撲分析工具開發(fā)調(diào)試工具視頻監(jiān)控測試工具Andriod應用實例歷史數(shù)據(jù)接口分析歷史數(shù)據(jù)的查詢首先通過new WSNHistory(DemoActivity.myZCloudID, DemoActivity.myZCloudKey)實例化歷史數(shù)據(jù)對象，wH