1、物联网综合设计3.1 城市环境采集系统（ZigBee）EducationSolutions目录ContentsInternet+系统开发目标系统底层软硬件设计系统Android应用设计系统Web应用设计系统开发验证22:55 / 3l 系统功能设计目标城市环境采集系统分析城市环境采集系统功能设计分两个大模块：设备采集、系统设置。设备采集功能模块：通过温湿度、光照强度、空气质量以及气压高度传感器采集数据推送到智云数据中心。系统设置功能模块：服务器ID、IDKey、服务器地址参数设置与连接；传感器MAC地址获取与设置；系统软件版本查询与显示。22:55 / 4l 系统功能需求表设计城市环境采集系统
2、分析城市环境采集系统，能够实时采集城市温湿度、光照强度、空气质量以及大气压的数据主动发送至节点。通过实时的将城市温湿度、光照强度、空气质量以及大气压的数据推送到智云数据中心，在Android 移动客户端和 web 端在获得这些数据后，用户就能够随时随地对城市环境有一个很好的了解，从而实现城市环境采集系统的设计。22:55 / 5l 系统总体架构设计城市环境采集系统分析城市环境信息采集系统采用智云物联网项目架构进行设计，整个系统框架如下图所示：22:55 / 6系统通信过程城市环境采集系统传输过程分为三部分：传感节点，网关，客户端（Android，Web），通信流程图如下图所示：22:55 /
3、7系统硬件说明本项目中主要使用到的传感器是以下 4 种：1）温湿度传感器：型号：HTU21D，数字信号输出，IIC 通信接口。测量范围：-40125，5%RH95%RH；2）光强传感器：型号：BH1750，数字信号输出，IIC 通信接口。对应广泛的输入光范围(相当于 1-65535lx)；3）空气质量传感器：型号：MP503，模拟信号输出，检测气体酒精、烟雾、异丁烷、甲醛，检测浓度：101000ppm（酒精）；4）气压高度传感器：型号：FBM320，数字信号输出，IIC 通信接口。测量范围：3001100hPa；22:55 / 8l 硬件选型与原理说明系统硬件说明温湿度、光照强度原理图如下：2
4、2:55 / 9l 硬件选型与原理说明系统硬件说明空气质量以及大气压传感器原理图如下：22:55 / 10系统底层开发框架智云物联平台硬件层支持 ZigBee、BLE、Wi-Fi、LoRa、NB-IoT、LTE 等多种无线传感网的接入，本项目使用的 ZigBee 传感网进行开发。22:55 / 11l 数据通信协议城市环境采集系统本项目主要使用的是采集类传感器模块sensor-a，其ZXBee协议定义如下：22:55 / 12硬件驱动程序分析传感器驱动代码分析22:55 / 13l 项目工程框架城市环境采集系统软件开发（Andriod）22:55 / 14l 系统工程框架介绍城市环境信息采集系
5、统软件开发（Andriod）22:55 / 15城市环境采集系统软件开发（Andriod）22:55 / 16城市环境采集系统软件开发（Andriod）22:55 / 17l 程序流程分析城市环境采集系统软件开发（Andriod）根据智云Android应用编程接口定义，系统的应用设计主要采用实时数据API接口，程序框架如下：22:55 / 18l 程序分析城市环境采集系统软件开发（Andriod）22:55 / 19城市环境采集系统软件开发（Web）l 页面功能结构分析Web应用默认显示运营首页，首页上设计有温度数据显示模块、湿度数据显示模块、光照数据显示模块、空气质量显示模块、大气压力显示模
6、块五个模块实现城市环境信息采集。22:55 / 20城市环境采集系统软件开发（Web）l 页面功能结构分析环境数据页面是通过WEB的地图插件实时显示不同城市的PM2.5数据。22:55 / 21城市环境采集系统软件开发（Web）l 页面功能结构分析更多信息页面的功能主要是智云服务连接配置界面，本页面分为三个子功能，通过列表进行切换显示，“IDKey”列表项通过设置智云服务ID与IDKey调用智云Web应用接口连接到智云服务器。“MAC设置”列表项显示设备MAC地址。“MAC设置”列表项显示版本信息与升级。22:55 / 22l 程序分析城市环境采集系统软件开发（Web）22:55 / 23l
7、硬件设备部署城市环境信息采集系统部署测试城市环境信息采集系统硬件环境主要是使用XLab实验箱中的经典型无线节点ZXBeeLiteB ，采集类传感器Sensor-A，Android智能网关。请参照实验箱的使用说明书进行设备间的连接操作，设备连接完成后示意图如下,本项目只需要使用采集类传感器Sensor-A节点板：22:55 / 24l 移动端应用安装城市环境信息采集系统部署测试Android网关设备使用USB数据连接线通过OTG接口与PC的USB接口进行连接。连接成功后我的电脑中会出现如下图设备：打开电脑识别的内存设备，拷贝“实验代码02-UrbanEnvironmentUrbanEnviron
8、ment.apk”到android网关。 Android应用安装成功后，如下图所示：l Web端应用安装城市环境信息采集系统的 Web 端应用无需安装，打开项目”实验代码02-UrbanEnvironmentUrbanEnvironment-web”目录下的 index.html 文件在 chrome 浏览器中运行显示。22:55 / 25l Web端应用测试Web端应用测试在chrome浏览器中打开本项目的index.html文件，主界面显示如下：22:55 / 26l Web端应用测试Web端应用测试这时系统设备的右上角状态显示为“离线”，需要通过“更多信息”界面设置服务器ID与IDkey连接智云服务器。22:55 / 27l Web端应用测试Web端应用测试连接服务器成功后切换到系统主界面可看到设备状态更新为“在线“：22:55 / 28Android 端应用测试Android 端应用操作同 WEB 端应用操作流程基本一致，可参考本项目的 WEB 端应用测试进行操作。
