1、吉 林 農 業 大 學學 士 學 位 論 文 題目名稱：基于物聯網智能教室控制系統設計 學生姓名： 劉日 院 系： 信息科學與技術專業年級： 08 指導教師： 宮鶴 職 稱： 2012年 5 月 4 日基于物聯網的智能教室的控制系統的設計 姓 名：劉日 專 業：電子信息科學與技術指導教師：宮鶴摘要 物聯網作為一種新興技術，它的發展得到了越來越多的關注。物聯網就是將所有物品通過射頻識別、無線傳感器網絡等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理。在物聯網環境下人們能夠使用任意設備、通過任意網絡、在任意時間都可以獲得一定質量的服務。它使得不僅個人電腦，而且其它小巧的智能設備也可以連接到網絡

2、中，從而方便人們即時地獲得信息并采取行動。另一方面，教室環境作為學生時常去往的地方，在此環境下實現物聯網技術具有很好的示范性。對學校給予更大的方便，也給國家起了很大的帶頭作用，更是給予學生更大的學習科技的興趣。 本文在充分研究國內外關于物聯網技術及現有的智能教室系統的前提下，分析現有技術的優勢和不足，并構建了一個功能強大的智能教室系統。文章首先介紹了物聯網結構及其關鍵技術與典型應用，并引出當前物聯網研究存在的智能空間方案設計、agent與智能技術、新型人機交互技術、物聯網新型應用等熱點問題。接著，本文針對這些典型研究熱點，逐一依次詳細描述了物聯網環境下的智能教室場景設計、無線通信協議選型、無線

3、傳感器網絡軟硬件模塊設計、拓撲結構設計、移動代理框架構架與設計、智能算法融合與實現、智能多空間架構設計與場景實現。關鍵詞：物聯網；智能教室；無線傳感器網絡；移動代理based on the internet of things smart class control system design name：liuri major：electronic information science and technologytutor：gongheabstract as one of the freshest technologies nowadays, the development of inte

4、rnet of things isattracting more and more concerns. internet of things is able to connect all the items to internet via information technology such as rfid and wireless sensor network, in order to realize intelligent identification and management. it is supposed in internet of things environments, s

5、atisfactory services can be provided through any devices or any networks, whenever it is emanded. it makes that not only pc device but also other small devices with intelligence can be connected to the same network. as a result, it is much more convenient for people to obtain real-time information a

6、nd then to take corresponding actions. on the other hand, as a necessarily in our daily life, class as a place where the studends often to go is the most suitable place to establish a paradigm to put those novel technologies all together. hence, the research and design on creative smart class system

7、 based on internet of things possess great technical, economic and social value. and it also will promote the development of relevant industries. this thesis investigates a large quantity of researches on internet of things and smart class both domestically and internationally. then it analyzes the

8、merits and the disadvantages. based on them, a full functional smart class system is built. on this thesis, it firstly introduces structure and typical applications of internet of things to put emphasis on some hot spots proposal of smart spaces, agent and intelligent technology, new human-machine i

9、nteraction novel applications using internet of things. furthermore, this thesis details the key problems respectively protocol of wireless as followings, the design of smart home paradigm, the choice of the protocol of wireless communication, the implementation of hardware and software architecture

10、 of topology, the realization of mobile agent and its platform, the infusion artificial intelligence, the design of smart hyperspace,.key words: internet of things, smart class; wireless sensor network,;mobile agent; 目錄第一章 緒論51.1課題背景與意義51.2題目的研究內容51.3 本文結構5第二章 理論分析62.1物聯網的體系結構62.2可行性分析7第三章 系統的硬件設計83

11、.1無線傳感網絡相關設備和技術83.2嵌入式終端相關設備及技術93.3gprs通信模塊93.4本課題需要的其他硬件設施93.5硬件環境搭建11第四章 軟件平臺實現124.1軟件開發環境搭建124.1.1建立qt開發環境124.1.2嵌入式終端軟件平臺搭建124.2軟件平臺整體框架134.3無線傳感器數據處理模塊144.4.gprs通信處理模塊164.5 數據存儲與查詢模塊184.6語音播放模塊：194.7安防模式：19第五章 實驗結果及分析20第六章 總結20參 考 文 獻21第一章 緒論1.1課題背景與意義 物聯網(the internet of things)的概念早在1999年就被首次提

12、出，它的定義很簡單:把 所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理。物聯網把新一代it技術充分運用在各行各業之中，具體地說，就是把感應器嵌入和裝備到電網、 鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將物聯網與現有的互聯網整合起來，實現人類社會與物理系統的整合，在這個整合的網絡當中，存在能力強大的中心計算機，能夠對整合網絡內的人員、機器、設備和基礎設施實施實時的監視和控制，在此基礎上，人類可以以更加精細和動態的方式管理生產和生活，達到“智慧”狀態，提高資源利用率和生產力水平，改善人與自然間的關系1，隨著近年來微電子、計算機、機電和無線通

13、信等技術的不斷進步，物聯網時代也距離我們越來越近。據美國權威咨詢機構forrester預測，物聯網將成為下一個萬億級的通信業務。 國際上，美國總統奧巴馬在2009年初將物聯網和新能源列為今后20年內推動經濟發展的新引擎，ibm也隨后馬上提出“智慧地球”策略，致力十建立新的物聯網時代。在國內，2009年8月份，溫家寶總理也提出要大力建設“感知中國”，并在無錫建立了感知中國中心。南京郵電大學也非常重視物聯網的發展，并建立了全國高校第一家物聯網研究院，校企合作進一步深入與拓展，物聯網示范區和“智慧南郵”項目也都在緊鑼密鼓的策劃中。 物聯網的發展剛剛處十起步階段，理論研究和實際應用都尚未完善。但作為物

14、聯網支撐技術的無線傳感器網絡以及普適計算，作為近年來的研究熱點，都已取得了長足的發展。在硬件成本平穩下降、電路設計口益成熟、軟件技術逐漸強大的背景下，物聯網技術需要走出實驗室，建立自己的應用示范系統。而教室作為學生的常常去往的地方，在此環境下實現物聯網技術具有很好的示范性與現實意義。因此研究與實現具有自主知識產權的基于物聯網技術的智能教室系統具有重要的科技、經濟和社會意義以及相關產業帶動作用。1.2題目的研究內容1、根據不同教室，分別記錄上課時間表，語音提示上下課（打鈴）（syn6288語音芯片）2、可以實現該教室監考時間提醒等（播放考場指令，提醒考試時間等。參照4、6級考試情況）3、可通過控

15、制端無線控制，還可以顯示溫濕度信息、火警信息（安防信息）協調器通過串口和計算機相連接。每個模塊處于休眠狀態，當接收到指令，1.3 本文結構 全文共分五個章節，內容組織如下: 本文第二章首先在介紹物聯網關鍵技術的基礎上，引出智能教室場景這一最有應用前景的物聯網示范系統，簡介各個系統功能。研究本課題理論上的可能性，這些前期性工作。; 第三章介紹了物聯網環境下的智能教室場景設計，詳細分析了該場景下的硬件系統構成，體系架構等;并分析各個硬件模塊構建第四章主要講述了軟件模塊的構建，第五章，分析實驗可能出現的結果并分析其出現的原因。最后，總結了本文所作的工作，并對該課題進一步研究的重點方向進行展望。第二章

16、 理論分析2.1物聯網的體系結構整個系統主要由三部分組成：傳感器節點wsn網絡，嵌入式服務器終端，gprs通信模塊及其他裝置。其中傳感器節點網絡中包含了多個無線傳感器節點，每個節點都是由一個傳感器模塊加上一個無線通信模塊組成的。它們通過無線射頻網絡將采集的數據傳輸到基站節點。基站節點通過串口將所有數據傳送給嵌入式服務器終端，該服務器底層由arm處理器和嵌入式linux系統組成，在上面設計了qt用戶界面平臺，用來完成數據處理和與用戶交互等功能。服務器還可以根據用戶設置，使用gprs模塊將數據以短信的方式傳送給用戶，或者進行報警。整個系統結構如圖1-1所示。圖2-1物聯網智能教室系統結構圖figu

17、re2.1 the internet of things smart class control system struction2.2可行性分析該系統采用了基于zigbee技術6的無線傳感器網絡和基于arm核心的嵌入式處理器pxa270，具有極高的穩定性和可擴展性。（1）穩定性系統基于32位嵌入式微處理器為核心的硬件設計，系統結構簡單，穩定性和實時性高。而zigbee技術具有短距離，高可靠性等特點，可以抵抗各種干擾。（2）先進性嵌入式系統采用32位risc結構微處理器，主頻可達624mhz，處理能力大大超過了單片機系統，接近pc機水平，但體積更小，能夠真正嵌入到設備中。zigbee網絡是現在

18、最先進的無線傳輸網絡之一，通信距離可達幾十米，并且可以無限擴展。（3）人機交互通過大屏幕的觸屏液晶顯示器，而且使用了qt設計的用戶圖形界面，使得用戶可以很直觀的來查看數據和進行其他各種設置。（4）開發周期linux具有內核定制等功能，并且是開源的，再加上開源的qt跨平臺應用程序和ui開發框架，可以在很短時間內開發出整個系統。（5）開發成本linux是免費的，而現在qt也可以免費使用，arm平臺相比pc平臺要便宜很多，所以系統開發成本很低。（6）系統升級zigbee網絡可以無限擴展，我們可以隨意加入其它傳感器模塊；linux平臺可以定制內核，很容易支持各種設備驅動。第三章 系統的硬件設計3.1無

19、線傳感網絡相關設備和技術無線傳感器網絡（wireless sensor network, wsn）就是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統，其目的是協作地感知、采集8和處理網絡覆蓋區域中被感知對象的信息，并發送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構成了無線傳感器網絡的三個要素。 隨著微機電系統(micro-electro-mechanism system, mems)、片上系統（soc， system on chip）、無線通信和低功耗嵌入式技術的飛速發展,孕育出無線傳感器網絡(wireless sensor networks, wsn

20、)，并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革。無線傳感器網絡就是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網絡。該系統的無線傳感網絡由多個無線傳感器節點組成，而這些無線傳感器節點由傳感器模塊和基于cc2430芯片的無線傳輸模塊組成。其中cc2430是基于zigbee技術的，它上面運行了tinyos系統。下面分別介紹。1. zigbee技術：zigbee，在中國被譯為“紫蜂”，它與藍牙相類似，是一種新興的短距離無線技術。zigbee是ieee 802.15.4協議的代名詞。根據這個協議規定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術

21、。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網絡。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，zigbee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。2. cc2430芯片：cc2430是一顆真正的系統芯片(soc)cmos解決方案。這種解決方案能夠提高性能并滿足以zigbee為基礎的2.4ghz ism波段應用，及對低成本，低功耗的要求。它結合一個高性能2.4ghz dsss(直接序

22、列擴頻)射頻收發器核心和一顆工業級小巧高效的8051控制器。 cc2430的設計結合了8kbyte的ram及強大的外圍模塊，并且有3種不同的版本，他們是根據不同的閃存空間32，64和128kbyte來優化復雜度與成本的組合。3.tinyos系統：tinyos是uc berkeley（加州大學伯克利分校）開發的開放源代碼操作系統，專為嵌入式無線傳感網絡設計，該操作系統基于構件（component-based）的架構使得快速的更新成為可能，而這又減小了受傳感網絡存儲器限制的代碼長度。3.2嵌入式終端相關設備及技術arm（advanced risc machines）是微處理器行業的一家知名企業，設

23、計了大量高性能、廉價、耗能低的risc處理器、相關技術及軟件。技術具有性能高、成本低和能耗省的特點。其適用于多種領域，比如嵌入控制、消費/教育類多媒體、dsp和移動式應用等。該系統使用的arm處理器為pxa270。英特爾公司于2003年底推出了性能最為強勁的pxa27x系列嵌入式處理器，pxa27x系列嵌入式處理器基于armv5e的xscale核心，最高頻率可達624mhz。作為一款性能極其強勁的嵌入式處理器，配合嵌入式linux或wince操作系統，pxa270理論上可以支持任何媒體格式，并通過軟件升級，支持未來媒體格式。3.3gprs通信模塊gprs是通用分組無線服務技術（general

24、packet radio service)的簡稱，它是gsm移動電話用戶可用的一種移動數據業務。gprs可以說是gsm的延續。gprs和以往連續在頻道傳輸的方式不同，是以封包（packet）式來傳輸，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。gprs的傳輸速率可提升至56甚至114kbps。在系統中，我們使用串口和gprs模塊進行通信，將我們的數據通過gprs模塊發送到用戶手機上。3.4本課題需要的其他硬件設施1.syn6288語音芯片: syn6288 中文語音合成芯片是北京宇音天下科技有限公司于 2010 年初推出的一款性價比更高，效果更自然的一款中

25、高端語音合成芯片。 syn6288 通過異步串口接收待合成的文本，實現文本到聲音（ tts ）的轉換。 我們最新推出的 syn6288 語音合成芯片繼承了 osyno6188 的優秀特點：最小 ssop28l 貼片封裝，硬件接口簡單，極高的性價比；除此之外， syn6288 文本識別更智能，語音合成更自然，語音合成效果和智能識別效果大幅度提高，是一款面向中高端應用領域的語合成 syn6288 中高端語音合成芯片的誕生，將推動語音合成行業進一步的向前發展！2.集成溫度傳感器lm94022 lm94022是一種模擬輸出的集成溫度傳感器，主要應用于手機、無線收發器、電池管理、汽車、辦公室設備及家用電

26、器等。該傳感器主要特點包括工作電壓低，可在1.5v電壓下工作；工作電壓范圍寬1.55.5v；末級為推挽輸出，有50a輸出電流的能力；有四種靈敏度供用戶選擇；測量范圍為-50+150；靜態電流低，典型值為5.4a；精度：2040為1.5；-70-50為1.8；-5090為2.1；-50150為2.7；采用小尺寸so70封裝lm94022根據gs0、gs1被施加的不同電平有4種靈敏度供用戶選擇，本文中采用gs0、gs1都接地，由于輸出電壓隨溫度升高而下降，其靈敏度為負值。此時靈敏度選擇的是-5.5mv/。3濕度傳感器hm1500：hm1500是美國humirel公司于2002年新推出的兩種電壓輸出

27、式集成濕度傳感器。它是先將側面接觸式濕敏電容與濕度信號調理器集成在一個模塊中，再封裝而成的。由于集成度高，因此不需要外圍元件，使用非常方便。hm1500 具有高可靠性與長時間穩定性，在5vdc供電時，0100rh對應輸出14vdc線性電壓，溫度依賴性非常低。寬量程：0100%rh，精度3%rh（1095%rh范圍），它有抗靜電，防灰塵，有效抵抗各種腐蝕性氣體物質等功能。hm1500濕度與輸出電壓對應表%rhvout ( v )%rhvout ( v )0552.4851.28602.60101.41652.72151.53702.83201.65752.95251.77803.07301.89

28、853.19352.00903.31402.12953.43452.241003.55502.36vout=vs* ( 0.2345+0.00474*rh )3.5硬件環境搭建整個系統的硬件由基于zigbee技術的無線傳感網絡，基于arm處理器pxa270的嵌入式開發平臺和gprs通信模塊三部分組成。其中嵌入式開發平臺作為核心，而無線傳感網絡使用基站點通過串口與嵌入式開發平臺相連，gprs模塊也是通過串口與嵌入式平臺相連。它們的整體構成如圖2-1所示。圖3-5 系統硬件連接示意圖figure3-5 hardware system connection scheme我們這里只需要將無線傳感網絡的

29、基站點連接到嵌入式平臺的串口1上，將gprs模塊連接到嵌入式平臺的串口2上。對于無線傳感網絡的各個節點，我們還需要安裝好相應的傳感器和發射天線，安裝好的基站節點如圖2-2所示，其中的usb線纜使用來供電的。安裝好的傳感器節點如圖2-3所示，它使用電池進行供電。 圖2-2安裝好的基站節點 圖2-3安裝好的傳感器節點對于gprs模塊，我們需要將一個可以使用的gsm手機卡插入到相應的插槽中，然后使用電源線連接電源。第四章 軟件平臺實現4.1軟件開發環境搭建4.1.1建立qt開發環境2在pc機上安裝ubuntu 10.04。然后下載并解壓交叉編譯鏈arm-linux-gcc-4.4.3。從qt官網下載

30、linux版本的qt開發框架，這里使用4.7.2版本，下載的安裝包文件為qt-everywhere-opensource-src-4.7.2.tar.gz 。然后使用交叉編譯鏈對qt源碼進行交叉編譯，最后使用make install命令來安裝qt。我們再從qt官網下載linux版本的qt creator 2.1，然后安裝它，用它來進行qt程序的開發。4.1.2嵌入式終端軟件平臺搭建嵌入式終端軟件平臺的搭建，包含以下幾步。第一， 燒寫bios。進入到“eeliod/jflashmm”目錄下，輸入“tar xzvf jflash xsbase270.tar.gz”解壓jflash工具。進入到“jf

31、lash-xbase270”目錄下，輸入“./jflashmm boot”下載“”bootloader。第二， 燒寫linux的內核。先在pc的linux的根目錄下建立一個“tftpboot”目錄。把“eeliod/image”目錄下的“zimage和rootfs.img”文件復制到“tftpboot”目錄下。打開minicom并且重啟目標板，按下數字鍵“3”選擇第三個選項，把內核映像文件zimage文件下載到板子上。第三， 燒寫文件系統。按下數字鍵“5”選擇選項5，把文件系統的映像文件rootfs.img下載到目標平臺上。4.2軟件平臺整體框架本系統的軟件設計及其圖形界面實現都是基于qt的。

32、qt是諾基亞開發的一個跨平臺的應用程序和ui開發框架。它提供給應用程序開發者建立藝術級的圖形用戶界面所需的所用功能。qt是完全面向對象的，很容易擴展，并且允許真正地組件編程。該系統的主要軟件功能如表2-1所示。其中的數據接收，數據處理，數據存儲，gprs數據發送等功能都是在后臺進行的，而數據顯示，用戶設置與查詢，多媒體播放等功能是在圖形界面上實現的。表2-1軟件功能表table1 software function 數據接收數據處理數據存儲數據顯示用戶設置與查詢多媒體播放gprs數據發送qt圖形界面平臺這些功能在程序設計中是通過幾個模塊實現的。對它們簡單介紹如下：主界面模塊：繪制界面，完成數據

33、顯示、用戶設置等功能，它需要調用其他幾個模塊；而且它的設計有兩個模式考試模式和上課模式，當一個教室有課或考試時需要向改教室發送指令。無線傳感器數據處理模塊：完成數據接收，數據處理等功能；gprs通信處理模塊：完成gprs數據發送功能；數據存儲與查詢模塊：完成數據存儲、查詢等功能；語音播放模塊：完成語音播放功能。安防模式：預防火警發生 這些模塊的結構，如圖2-4所示。圖2-4軟件模塊結構圖figure software module structure4.3無線傳感器數據處理模塊該模塊主要實現對傳感器傳來的數據進行接收和解析處理。傳感器的基站節點通過串口將數據傳送給服務器，所以在程序中主要是應用

34、串口進行數據的接收和處理。整個程序設計流程圖如圖2-7所示。當在程序中打開串口后，傳感器的基站節點就會每隔一秒鐘向串口發送一幀數據，但并不是每次發送的數據都是有效數據，所以我們在程序中需要對數據幀進行測試判斷，如果是有效數據，才進行解析。最后將得到的有效數據提供給主界面進行顯示，并由主界面模塊將該數據送往數據存儲模塊，將它存入數據庫，以便用戶以后查詢。圖2-7讀取串口流程圖figure 2-7 read serial flow chart 對于串口數據幀的內容如圖2-8所示。數據幀一共有12字節，只有最后兩個字節是有效的傳感器數據，我們只需要處理這兩個字節，然后將它顯示到界面上。對于不同的傳感

35、器，傳過來的數據幀的內容是不同的，所以我們從數據幀的type字段獲取傳感器類型，然后從data字段獲取有效數據。對于不同的傳感器，我們需要使用不同的公式將data數據轉換為可讀數據。例如對于溫度傳感器，我們需要進行下面這樣的操作：qbytearray temp = mycom-readall();/讀取串口緩沖區的所有數據給臨時變量tempqstring a1 = qstring(temp.at(24); /讀取第25個字節qstring a2 = qstring(temp.at(25); /讀取第26個字節qstring aa = a1+a2;qstring b1 = qstring(tem

36、p.at(27); /讀取第28個字節qstring b2 = qstring(temp.at(28); /讀取第29個字節qstring bb = b1+b2;qstring cc = aa+bb; /將溫度數據合并起來if(cc != ff00)int temperature = cc.toint(0,16)*0.01-40; /將溫度數據轉換成十進制，然后使用公式ui-label_temp-settext(tr(現在的溫度是：%1).arg(temperature);圖4-8傳感器串口數據幀figure 4-8 sensor serial data frames4.4.gprs通信處理模

37、塊在gprs通信處理模塊中，主要是根據gprs的使用原理，將我們要發送的數據通過串口發送到gprs通信模塊中，進而發送到用戶手機上。一般gprs模塊都提供一個db9接頭或擴展通信接口實現rs232通信，該db9接頭可以直接和pc的串口com1或是嵌入式平臺的串口相連。 使用arm或者單片機通過rs232串口與gprs模塊通信，使用標準的at命令來控制gprs模塊實現各種無線通信功能，例如：發送短信，撥打電話，gprs撥號上網等。基于gprs模塊產品的開發往往都是基于arm平臺，使用嵌入式系統進行開發。at命令使計算機或終端與調制解調器通訊。可以按照自己的需要設置您的調制解調器，at指令的所有命

38、令行必須由ascii字符“at”開始并由 結束。字母at用以提醒調制解調器注意，其后將有一條或多條命令出現, at及其后的字母可以是大寫或小寫。常用的at指令如表2-2所示。一串命令可以寫在一行里。為了便于閱讀可以加或不加空格。命令中或命令間的空格會被忽略，命令行的最多字符數為39(包括at)。在輸入一條命令期間，可以用退格鍵(backspace)改正除at以外的錯誤。若命令行中任一處出現語法錯誤，本行其后的內容將被忽略，并返回error。大數帶有超出正常范圍的參數的命令將不被接收并返回 error. 表2-2部分at指令表at 指令功能ate0 gsm模塊復位指令at+cmgc send a

39、n sms command（發出一條短消息命令） at+cmgd delete sms message（刪除sim卡內存的短消息） at+cmgf select sms message formate（選擇短消息信息格式：0-pdu;1-文本） at+cmgllist sms message from preferred store（列出sim卡中的短消息pdu/text: 0/“rec unread”-未讀，1/“rec read”-已讀，2/“sto unsent”-待發，3/“sto sent”-已發，4/“all”-全部的） at+cmgr read sms message（讀短消息）

40、 at+cmgs send sms message（發送短消息） at+cmgw write sms message to memory（向sim內存中寫入待發的短消息） at+cmss send sms message from storage（從sim內存中發送短消息） at+cnmi new sms message indications（顯示新收到的短消息） at+cpms preferred sms message storage（選擇短消息內存） at+csca sms service center address（短消息中心地址） at+csmp set sms text mod

41、e parameters（設置短消息文本模式參數） at+csms select message service（選擇短消息服務）假設需要送一條短信“hello”，那么我就需要輸入下列的at指令：at+cmgf=0 at+cmgs=21 0891683108200105f011000b91683118483146f900000006c8329bfd0e01后面這一長串的數字就是pdu數據，它的長度為60位，扣掉前面短信中心的號碼18位（即前9個字節不計數），同時除以2，得到21（字節長），填入“at+cmgs=_”； 而pdu數據的具體含義如表2-3所示。表2-3 p

42、du格式說明表分段含義說明08 smsc地址信息的長度共8個八位字節(包括91) 91 smsc地址格式(ton/npi) 用國際格式號碼(在前面加+) 68 31 08 20 01 05 f0 smsc地址8613800250500，補f湊成偶數個 11 基本參數(tp-mti/vfp)發送，tp-vf用相對格式 00 消息基準值(tp-mr) 0 0b 目標地址數字個數 共11位，不包括補足的f 91 目標地址格式(ton/npi) 用國際格式號碼(在前面加+) 68 31 18 48 31 46 f9 目標地址(tp-da) 8613818413649，補f湊成偶數個 00協議標識(tp

43、-pid)是普通gsm類型，點到點方式 00用戶信息編碼方式(tp-dcs) 007-bit編碼 048-bit編碼 08 ucs2 編碼7-bit編碼00有效期(tp-vp)5分鐘 06短信長度(tp-udl) 實際長度6個字節 c8 32 9b fd 0e 01短信內容(tp-ud) “hello!” 在這里我們可以看到這條短信的內容是“hello”，通過7-bit編碼編譯成“c8 32 9b fd 0e 01”。這樣我們便可以在串口中將獲得的數據發送出去。4.5 數據存儲與查詢模塊軟件平臺中使用了sqlite數據庫進行數據的存儲。sqlite，是一款輕型的數據庫，是遵守acid的關聯式數

44、據庫管理系統，它的設計目標是嵌入式的，而且目前已經在很多嵌入式產品中使用了它，它占用資源非常的低，在嵌入式設備中，可能只需要幾百k的內存就夠了。它能夠支持windows/linux/unix等等主流的操作系統，同時能夠跟很多程序語言相結合，比如 tcl、c#、php、java等，還有odbc接口，同樣比起mysql、postgresql這兩款開源世界著名的數據庫管理系統來講，它的處理速度比他們都快。表4-5是主要的數據表及其內容。在這個模塊中我們主要是建立sqlite數據庫連接，然后創建數據表，將主界面傳來的傳感器數據信息寫入表中。這個模塊也要完成數據查詢功能，它將主界面傳來的關鍵字在表中進行

45、查詢，然后將結果返回給主界面。表2-4數據庫wsn_data表信息table4-5 database wsn data table information表項類型含義id整型編號time字符型時間temperature浮點型溫度humidity浮點型濕度luminosity浮點型光度4.6語音播放模塊：4.7安防模式：avr單片機已廣泛地應用于軍事、工業、家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表和機器人制作等領域，使產品功能、精度和質量大幅度提升，且電路簡單，故障率低，可靠性高，成本低廉。avr單片機具有高速度、高保密性、低功耗的特點。本文中采用tamel公司新一代avr系列單片機中的atmega1

46、6。atmega16 內含可反復編程的flash程序存儲器、sram和eeprom兩種數據存儲器、定時器/計數器、方向可定義的i/o口、同步串行口、異步串行口、a/d轉換器及pwm等豐富的內部資源。一般的應用系統只需此一塊芯片即可實現智能化。2 工作原理與電路調試先打開avr單片機的電源，通過cvarv編輯的程序先用avrstudio燒進avr單片機中。打開sw1開關，溫度傳感器lm94022開始工作，經過它轉換得的電信號經單片機的pb1端口傳入單片機進行處理。打開sw2開關，濕度傳感器hm1500開始工作，經過它轉換得的電信號經單片機的pb2端口傳入單片機進行處理。單片機接收到數據后先經過adc單元，將模擬信號轉換為數字信號。單片機采用系統內部時鐘，每2ms執行一次，即接收數字信號。數字信號進入單11片機后，根據指定的靈敏度將它轉變為濕度和溫度。然后通過單片機的pa口將數據送出，pc口為數碼管的段選。數碼管的前三位為顯示溫度，數碼管的后三位為顯示濕度。顯示都精確到小數位后一位。同時此系統安裝了報警功能，根據人體的舒適度，當溫度35或者濕度大于60%時蜂鳴器會發出報警，提醒人注意。并發送至pc主機，又由主機向門衛發送警報。第五章 實驗結果及分析當某一教室有課時電腦上