TW-X46 物聯(lián)網(wǎng)無線傳感器系統(tǒng)

如果還在一年前，當(dāng)我們提及“云”，總感覺像霧、像雨，又像風(fēng)；但到了今天，當(dāng)“金山快盤”等云存儲(chǔ)之類的云應(yīng)用如雨后春筍般涌現(xiàn)時(shí)，我們有足夠的理由相信：云來了~

“飛云”計(jì)劃正是在這種大勢下應(yīng)運(yùn)而生，結(jié)合飛現(xiàn)有的Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，GPRS/TCPIP/WIFI等網(wǎng)關(guān)技術(shù)，與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器以及應(yīng)用軟件編程等技術(shù)，將傳感器技術(shù)應(yīng)用擴(kuò)展至整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)。更為重要的是，這不僅僅是概念，已經(jīng)將這些概念切實(shí)地在產(chǎn)品中加以實(shí)現(xiàn)，并以開發(fā)平臺的形式，提供給廣大物聯(lián)網(wǎng)從業(yè)者與愛好者，在這個(gè)平臺的基礎(chǔ)上快速地開發(fā)自己的產(chǎn)品，共同迎接物聯(lián)時(shí)代的到來！

圖１、“云”計(jì)劃藍(lán)圖：

以一個(gè)“智能家居”的應(yīng)用為例，解釋下整個(gè)平臺的運(yùn)作機(jī)制：首先，zigbee節(jié)點(diǎn)采集室內(nèi)溫濕度、門鎖、煤氣、火焰等信息，通過1/3/5/7/9號通路傳至電腦或者網(wǎng)關(guān)，電腦可以對此信息進(jìn)行本地化處理；如果需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，則通過11/13/15/17號通路，發(fā)送至“飛比物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)器”（以下簡稱“云服務(wù)器”）進(jìn)行保存；“監(jiān)控終端”－可以是電腦或者其它可以連網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)，通過查詢，獲取服務(wù)器內(nèi)容，并在終端設(shè)備上進(jìn)行顯示或者控制。

在整個(gè)平臺中，提供了全套用戶可以自行開發(fā)的軟、硬件設(shè)計(jì)平臺，包括結(jié)合zigbee與多種傳感器采集的開源代碼、可自行定義傳感器的“物聯(lián)網(wǎng)瀏覽器”與“云服務(wù)器”的使用權(quán)限、數(shù)十萬字的原創(chuàng)物聯(lián)網(wǎng)教程與全方位的開發(fā)技術(shù)支持，您需要做的，只是在這個(gè)基礎(chǔ)上專心與您的應(yīng)用開發(fā)。下面我們分別來介紹這套平臺：

一、關(guān)于“物聯(lián)網(wǎng)瀏覽器”－ Internet of Thing Explorer

何為“物聯(lián)網(wǎng)瀏覽器”？相信大家對“瀏覽器”這個(gè)詞不會(huì)陌生，它將互聯(lián)網(wǎng)上的信息－包括圖片、文字、聲音、視頻等，轉(zhuǎn)為成標(biāo)準(zhǔn)語言（比如html），最終以一個(gè)統(tǒng)一的窗口呈現(xiàn)給您，完成信息的獲取或者交互。而“物聯(lián)網(wǎng)瀏覽器”所采集的信息，并不是虛擬信息，而是真實(shí)世界的反映，比如某個(gè)地方的溫度、某一個(gè)物體的位置，某個(gè)地方是否有人入侵等等；所使用的語言，以FIT Explorer為例是xml；進(jìn)行交互的對象，也不是虛擬的數(shù)據(jù)，而是真實(shí)世界的對象，比如一個(gè)水龍頭、一盞電燈等等。

也許上面的文字過于晦澀，那我們舉個(gè)實(shí)際的例子：“開心農(nóng)場”的“偷菜”游戲，也許不少人都玩過，這是一個(gè)傳統(tǒng)瀏覽器的典型應(yīng)用，在這類應(yīng)用中，所有的過程都是虛擬的數(shù)字，真實(shí)世界中不會(huì)因?yàn)槟挠螒蚨嘁活w白菜的，下面看下用飛比的物聯(lián)網(wǎng)瀏覽器是如何“種菜”的。

圖2、“開心農(nóng)場”－現(xiàn)代農(nóng)業(yè)溫濕度采集與灌溉控制系統(tǒng)

在這個(gè)應(yīng)用中，菜園（真實(shí)，而非虛擬的）中，放了三個(gè)zigbee傳感器監(jiān)控點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)均可分別監(jiān)控該點(diǎn)的溫度、濕度信息，并且同時(shí)控制一個(gè)水龍頭，采集信息經(jīng)過zigbee網(wǎng)絡(luò)傳至電腦，可在本地通過FIT Explorer進(jìn)行觀測；另外，可以設(shè)置報(bào)警門限，比如當(dāng)濕度低于60%時(shí)，自動(dòng)打開水龍頭進(jìn)行灌溉，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的智能控制。同時(shí)，可以將此信息上傳至“云服務(wù)器”，在世界的另外一個(gè)角落，通過Explorer的網(wǎng)絡(luò)連接功能進(jìn)行觀測。

再看一個(gè)“智能家居”的例子：

圖3、智能家居控制系統(tǒng)

圖4、停車場智能車位引導(dǎo)系統(tǒng)

再次強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，以上系統(tǒng)都不僅僅是概念，我們已經(jīng)切實(shí)地轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)品，并且在我們的TW-FIT1000系列實(shí)驗(yàn)箱中提供其基礎(chǔ)的演示與開發(fā)平臺。

而且更為重要的一點(diǎn)是，區(qū)別于常見的“物聯(lián)網(wǎng)演示平臺”，F(xiàn)IT Explorer并不是一個(gè)僅供演示的產(chǎn)品，上面的三個(gè)應(yīng)用，只是我們提供的例子而已，它能做什么，是完全由您來自由設(shè)計(jì)的！包括傳感器的名稱、數(shù)據(jù)定義、背景圖與監(jiān)控對象圖片和位置等等，而且支持gif動(dòng)畫功能！

圖5、由您來自由設(shè)計(jì)應(yīng)用場景

二、關(guān)于“云服務(wù)器”

云服務(wù)器，采用高性能的專業(yè)服務(wù)器，由專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行管理，可提供大容量、穩(wěn)定、快速、安全的數(shù)據(jù)服務(wù)。為客戶提供有安全保障的，傳感器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，同時(shí)，基于此服務(wù)，在不遠(yuǎn)的未來將會(huì)擴(kuò)展非常豐富的應(yīng)用！

也許您仍然不理解它到底要做什么？舉個(gè)例子，上述的“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”的應(yīng)用中，如果監(jiān)控端在遠(yuǎn)程，農(nóng)場中又沒有互聯(lián)網(wǎng)，那怎么辦？是的，GPRS網(wǎng)關(guān)是一個(gè)非常不錯(cuò)的選擇！但作為開發(fā)者，您需要對GPRS模塊非常了解，您還需要自行搭建一個(gè)簡單的服務(wù)器去接受數(shù)據(jù)，這本身就花了您大量的時(shí)間，而且您搭建的服務(wù)器最初也只能在“花生殼”之類的軟件幫助下，做一個(gè)演示而已，而且出于各方面復(fù)雜的原因，也許“演示”也會(huì)經(jīng)?！暗翩溩印薄?/span>

云服務(wù)器就是幫您來解決這個(gè)問題的，有我們的專業(yè)服務(wù)，上面的事情完全不用您關(guān)心，只需要在網(wǎng)關(guān)上設(shè)置好您的用戶ID號及API密鑰，即可通過簡單的API把您的數(shù)據(jù)送上服務(wù)器，接下來要做的事情，只要在互聯(lián)網(wǎng)的任何一個(gè)地方發(fā)送讀取指，即可從服務(wù)器中取出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。當(dāng)然，您甚至可以不用關(guān)注指令格式，因?yàn)镋xplorer已經(jīng)集成了這樣的功能，您只要關(guān)注Explorer的使用和傳感數(shù)據(jù)的采集即可！

按我們初步的計(jì)劃云服務(wù)器的帳號和密鑰會(huì)隨DUCE系列實(shí)驗(yàn)箱免費(fèi)派發(fā)，而且會(huì)是終身免費(fèi)，對于以前的開發(fā)板客戶，我們會(huì)提供“只轉(zhuǎn)發(fā)，不保存”的免費(fèi)試用服務(wù)，具體政策請隨時(shí)關(guān)注網(wǎng)站公告。

另外， Explore還可以將采集到的數(shù)據(jù)描繪成曲線圖，如下圖：

三、TW-GS基本配置及詳情

上文一、二章實(shí)際上重點(diǎn)介紹了物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)箱的“應(yīng)用層”，下文將重點(diǎn)介紹“感知”與“傳輸”層：

1、感知層――各種傳感器介紹

2、傳輸層之一 ―― Zigbee節(jié)點(diǎn)介紹

TW-FIT1000標(biāo)配共用8個(gè)Zigbee節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均由一個(gè)射頻板與一個(gè)底板構(gòu)成，如下表：

3、傳輸層之二 ―― Zigbee-GPRS網(wǎng)關(guān)介紹

Zigbee-GPRS網(wǎng)關(guān)由三部分構(gòu)成：一個(gè)基于華為公司GTM900-C GPRS模塊的核心板－FBGT900C；一個(gè)主控的Zigbee模塊－FB2530RF_A；一個(gè)模塊底板－FB232GDB。其中，zigbee模塊作為zigbee網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器，把zigbee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)采集到的數(shù)據(jù)通過UART接口與GPRS模塊通訊，將數(shù)據(jù)上傳至GPRS服務(wù)器（可以采用“云服務(wù)器”，也可以由用戶自行搭建服務(wù)器）

TW-FIT1000-GS實(shí)驗(yàn)箱中提供Zigbee協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)源代碼與基于CC2530的GTM900-C驅(qū)動(dòng)，用戶可非常方便地修改Zigbee協(xié)調(diào)器程序，對GTM900-C進(jìn)行初始化、設(shè)置、發(fā)送等操作。

配套資料：

第一部分、CC2530單片機(jī)及通訊基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

一、TW系列物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概況

二、仿真及程序下載器–CC Debugge的使用

三、TW物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置

3.1、CC253X 系列SOC

3.1.1. CC2530 功能概述

3.1.2. CC2530硬件特性簡述

3.1.3. CC253X 系列SOC 功能對比

3.2、TW物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹

3.2.1. 綜述

3.2.2. 高性能2.4G 射頻模塊 – TW-FB2530RF

3.2.3. 多功能仿真擴(kuò)展板 – TW-FB2530EB

3.2.4. 電池?cái)U(kuò)展板- TW-FB2530BB

四、C51單片機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

4.1. IAR EW開發(fā)環(huán)境設(shè)置

4.2. CC2530 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

4.2.1基礎(chǔ)I/O實(shí)驗(yàn)

4.2.1.1流水燈實(shí)驗(yàn)

4.2.1.2按鍵控制流水燈實(shí)驗(yàn)

4.2.1.3利用外部中斷控制流水燈實(shí)驗(yàn)

4.2.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)

4.2.2.1 T1的使用

4.2.2.2 T3的使用 ---定時(shí)器中斷實(shí)驗(yàn)

4.2.2.3 T4 UP/DOWN模式的使用

4.2.3 UART 串口實(shí)驗(yàn)

4.2.3.1 UART0串口發(fā)送字符串

4.2.3.2 UART0串口收發(fā)字符串

4.2.3.3 UART0串口控制LED開關(guān)

4.2.3.4 UART0 串口設(shè)置并顯示時(shí)鐘

4.2.5 AD實(shí)驗(yàn) 讀取片內(nèi)溫度并通過串口顯示

4.2.6 睡眠定時(shí)器實(shí)驗(yàn)

4.2.6.1 系統(tǒng)喚醒實(shí)驗(yàn) – 中斷喚醒

4.2.6.2 系統(tǒng)喚醒實(shí)驗(yàn) – 睡眠定時(shí)器喚醒

4.2.7 看門狗（Watch Dog）實(shí)驗(yàn)

4.2.8 LCD顯示實(shí)驗(yàn)

4.2.8.1 128*64點(diǎn)陣式單色LCD顯示實(shí)驗(yàn)

4.2.8.2 TFT彩色LCD顯示實(shí)驗(yàn)

五、通訊基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

5.1. BasicRF網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及協(xié)議解析

5.2. 基于Basic RF的無線電燈控制實(shí)驗(yàn)

5.3. 基于Basic RF的誤包率測試實(shí)驗(yàn)

第二部分、Zigbee/RF4CE介紹及實(shí)驗(yàn)

一、Zigbee/RF4CE技術(shù)簡介

1.1. IEEE802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)由來

1.2. IEEE802.15.4/Zigbee 協(xié)議發(fā)展歷程

1.3. Zigbee技術(shù)特點(diǎn)

1.4. Zigbee 技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

1.5. RF4CE 技術(shù)由來

二、Z-STACK基礎(chǔ)

2.1. Z-STACK（Zigbee　2007/Pro協(xié)議棧）介紹

2.1.1 Z-Stack的基本概念

2.1.2 Z-Stack協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

2.1.3 Z-Stack 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模型

2.2. Z-STACK (Zigbee　2007/Pro ) 組網(wǎng)

2.2.1 Z-Stack網(wǎng)絡(luò)建立

2.2.2 Z-Stack網(wǎng)絡(luò)地址分配（Addressing）

2.2.3 Z-Stack網(wǎng)絡(luò)設(shè)備尋址(Addressing in z-stack)

2.2.4 Zigbee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備綁定（Binding）

2.2.5 Zigbee網(wǎng)絡(luò)路由（Routing）

2.2.6 Zigbee網(wǎng)絡(luò)安全(Security)

三、Z-STACK 編譯設(shè)置

3.1. Z-Stack 編譯選項(xiàng)介紹

3.2. Z-Stack 編譯選項(xiàng)設(shè)置和定義

四、Z-STACK應(yīng)用程序接口（API）函數(shù)介紹

4.1. IEEE802.15.4 MAC層API函數(shù)

4.2. 硬件驅(qū)動(dòng)層（HAL Driver）API函數(shù)

4.3. 操作系統(tǒng)抽象層（OSAL）API函數(shù)

4.4. 設(shè)備對象層（ZDO）API函數(shù)

4.5. 應(yīng)用框架層（AF）API函數(shù)

4.6. 應(yīng)用支持子層（APS）API函數(shù)

4.7. 網(wǎng)絡(luò)管理層（NWK）API函數(shù)

五、Z-STACK OAD（Over Air Download）原理與實(shí)現(xiàn)

4.1  Z-STACK OAD（Over Air Download）原理

4.2  Z-STACK OAD（Over Air Download）演示實(shí)驗(yàn)

六、Z-STACK 低功耗電源管理實(shí)現(xiàn)

6.1. Z-STACK協(xié)議棧下的電源管理機(jī)制

6.1.1 電源管理的概念

6.1.2 Z-Stack協(xié)議棧下的系統(tǒng)電源管理機(jī)制

6.1.3 睡眠定時(shí)器

6.1.4 軟件應(yīng)用設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

6.1.5 硬件應(yīng)用設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

6.2. OSAL下的低功耗電源管理實(shí)現(xiàn)（CC2530）

七、Z-STACK基本應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

7.1. OSAL操作系統(tǒng)原理講解

7.2. 自己動(dòng)手用ZStack搭建最簡單通訊程序項(xiàng)目

7.3. ZStack例程之GenericApp－“Hello World”實(shí)驗(yàn)

7.4. ZStack例程之SampleApp

7.5. ZStack例程之SimpleApp

7.6. ZStack例程之SerialApp－透口數(shù)據(jù)透傳實(shí)驗(yàn)

7.7. ZStack例程之SensorDemo－CC2530片內(nèi)溫度采集實(shí)驗(yàn)

7.8. ZStack例程之HomeAutomation Sample－智能家居實(shí)驗(yàn)

7.9. ZStack綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)－飛比無線溫濕度傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)

八、RemoTI協(xié)議棧介紹與例程

8.1. RF4CE協(xié)議介紹

8.2. RemoTI例程講解

8.2.1遙控功能測試?yán)?RC TEST)

8.2.2遙控接收板的串口軟件升級(SB)

8.2.3遙控器軟件的空中升級(OAD)

九、相關(guān)工具使用介紹

9.1. ZStack Monitor and Test(MT)功能簡介與Z-tool應(yīng)用介紹

9.2. 如何用source insight編輯IAR項(xiàng)目源碼

9.3. IAR的workspace文件組織

十、擴(kuò)展部分－開源Zigbee協(xié)議棧Freakz研究

10.1. Zigbee物理層詳解

10.2. 基于FB2530EB硬件平臺的Freakz物理層移植

第三部分、傳感器技術(shù)介紹及實(shí)驗(yàn)

一、傳感器技術(shù)簡介

1.1. 傳感器的定義

1.2. 傳感器的分類

1.3  傳感器系統(tǒng)

1.4  傳感器的靜態(tài)特性參數(shù)

二、溫度傳感器模塊

2.1. 溫度傳感器芯片TMP121簡介

2.2. 高精度數(shù)字式溫度傳感器模塊電原理圖

三、溫濕度傳感器模塊

3.1. 溫濕度傳感器芯片SHT1x簡介

3.2  高精度數(shù)字式溫濕度傳感器模塊電原理圖

四、3D加速度傳感器模塊

4.1  加速度傳感器芯片ADXL345簡介

4.2  加速度傳感器模塊電原理圖

五、紅外熱釋電人體感應(yīng)傳感模塊

5.1  紅外熱釋電人體感應(yīng)模塊芯片特性

5.2  紅外熱釋電人體感應(yīng)模塊電原理圖

六、氣體傳感器模塊

6.1   氣體傳感器原理

6.2   氣體傳感器元件

6.3  酒精傳感器檢測模塊電原理圖

七、火焰?zhèn)鞲衅髂K

7.1  火焰?zhèn)鞲衅髟?/span>

7.2  火焰?zhèn)鞲衅鳈z測模塊電原理圖

第四部分、物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

一、Zigbee采集與反向控制實(shí)驗(yàn)――現(xiàn)代農(nóng)業(yè)溫濕度采集與灌溉控制系統(tǒng)

二、GPRS網(wǎng)關(guān)遠(yuǎn)傳實(shí)驗(yàn)－－遠(yuǎn)程溫濕度采集系統(tǒng)

三、基于3D運(yùn)動(dòng)傳感器的智能防盜系統(tǒng)

四、Zigbee+GPRS+3D/紅外防盜/火焰/煤氣等傳感數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳實(shí)驗(yàn)――遠(yuǎn)程智能家居監(jiān)控系統(tǒng)

五、基于Zigbee技術(shù)的停車場智能車位引導(dǎo)系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)無線傳感器系統(tǒng)配件

清單及價(jià)格

軟件配置清單

1.物聯(lián)網(wǎng)瀏覽器－IOT Explorer

2.Zigbee模塊程序升級工具Update

3.圖形化傳感器監(jiān)控軟件Zigbee Sensor Monitor

4.傳感器監(jiān)控軟件--Sensor Termin

5.上位機(jī)軟件

6.TI燒寫軟件

7.TI抓包軟件