1、物联网综合设计3.4 家庭安防监控系统（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22:12/3l 系统功能目标说明家庭安防监控系统分析家庭安防监控系统功能设计分两个大模块：设备控制安防、系统设置。设备控制安防功能模块：分为燃气传感器、火焰传感器、人体红外传感、振动传感器状态检测，RGB灯、蜂鸣器的控制；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。22:12/4l 系统功能需求表设计家庭安
2、防监控系统分析家庭安防监控系统作为控制安防类物联网器件，能够实时检测燃气传感器、火焰传感器、人体红外传感、振动传感器状态，并将状态主动推送到智云数据中心。运用过程中通过光栅传感器状态检测实现智能的控制RGB灯和蜂鸣器关闭，从而实现家庭安防监控系统的设计。系统功能需求表设计如下：22:12/5l 系统总体架构设计家庭安防监控系统分析智能安防监控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：22:12/6系统通信过程家庭安防监控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：22:12/7家庭安防监控系统硬件说明本项目中主要使用到的传感
3、器是以下 6 种：1）火焰传感器：5MM 探头，可检测火焰或波长在 760 纳米1100 纳米范围内的光源，探测监督 60度左右，数字开关量输出；2）燃气传感器：型号：MP-4，模拟信号输出，传感器加热电压 5V，供电电压 5V，可测量天然气、甲烷、瓦斯气、沼气等；3）人体红外传感器：型号：AS312，电源电压 3V，感应距离 12m，数字开关量信号输出；4）振动传感器：低电平有效，数字开关量信号输出；5）RGB 传感器：低电平驱动，可组合出任何颜色；6）蜂鸣器传感器：小型蜂鸣器，采用低电平驱动；22:12/8l 硬件选型与原理说明家庭安防监控系统硬件说明RGB灯、蜂鸣器、燃气传感器、火焰传感
4、器、人体红外传感、振动传感器状态检测，原理图如下：22:12/9l 硬件选型与原理说明家庭安防监控系统硬件说明RGB灯、蜂鸣器、燃气传感器、火焰传感器、人体红外传感、振动传感器状态检测，原理图如下：22:12/10l 硬件选型与原理说明家庭安防监控系统硬件说明RGB灯、蜂鸣器、燃气传感器、火焰传感器、人体红外传感、振动传感器状态检测，原理图如下：22:12/11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。22:12/12l 数据通信协议家庭安防监控系统硬件开发本项目
5、主要使用的是控制类传感器模块sensor-b和安防类传感器模块sensor-c，其ZXBee协议定义如下：22:12/13硬件驱动程序分析传感器驱动代码分析22:12/14l 项目工程框架家庭安防监控系统软件开发（Android）AndroidStudio开发环境中看到的本项目的工程目录列表如下：22:12/15l 系统工程文件介绍（部分）家庭安防监控系统软件开发（Android）22:12/16l 程序流程分析家庭安防监控系统软件开发（Android）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：22:12/17l 程序分析软件开发（Andr
6、oid）22:12/18家庭安防监控系统软件开发（Web）l 页面功能结构分析Web应用默认显示运营首页，首页上设计有设备联动设置模块、模式切换设置模块、火焰状态显示模块、燃气状态显示模块、人体红外状态显示模块、振动状态显示模块、六个模块实现家庭安防监控。22:12/19家庭安防监控系统软件开发（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。22:12/
7、20l 程序分析软件开发（web）22:12/21l 硬件设备部署家庭安防监控系统分析家庭安防监控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，控制类传感器Sensor-B、安防类传感器Sensor-C，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,本项目需要使用控制类传感器Sensor-B、安防类传感器Sensor-C节点板：22:12/22l 移动端应用安装家庭安防监控系统部署测试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
8、别的内存设备，拷贝“05-HomesecurityHomesecurity.apk”到android网关。Android应用安装成功后，如下图所示：l Web端应用安装家 庭 安 防 监 控 系 统 的 Web 端 应 用 无 需 安 装，打 开 项 目”实 验 代 码 05-HomesecurityHomeSecurity-web”目录下的index.html文件在chrome浏览器中运行显示。22:12/23l Web端应用测试家庭安防监控系统部署测试 Web端打开自动化生产线技术应用后，主界面显示如下：22:12/24l Web端应用测试家庭安防监控系统部署测试这时系统设备的右上角状态显
9、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。需同智云服务配置工具中使用配置一致（使用本地服务模式）。22:12/25l Web端应用测试家庭安防监控系统部署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“：22:12/26l Web端应用测试家庭安防监控系统部署测试设备在线后可以在设备联动勾选设备，如果出现异常，设备图标会变成红色，并且会报警。22:12/27l Web端应用测试家庭安防监控系统部署测试还可以设置模式切换：布防模式：开启全部传感器撤防模式：禁用全部传感器22:12/28l 移动端应用测试家庭安防监控系统部署测试Andriod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。
