详细设计-基于物联网的智能家居设计与实现

- 基于物联网的智能家居设计与实现详细设计总页数 正文 附录 生效日期南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0编制 批准南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0修 改 履 历修改编号 日期 修改人 版本号 修改内容1 2013-12-25 程超 0.1.0 初始做成南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0目 录1 文档概述 .31.1 文档目的和范围 .31.2 术语/缩略语 .41.3 参考文档 .42 处理 .42.1 模块数据结构定义 .42.1.1 全局变量定义 .42.2 模块功能实现 .52.2.1 模块内部函数 .5南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.01 文档概述1.1 文档目的和范围此文档是基于物联网的 ZigBee 智能家居系统家居模块详细设计，主要是描述了本系统各模块的接口函数和内部函数的定义、流程图和构成图以及测试项目的记述。本文档主要将家居模块分为三个子模块分别进行详细设计：（1）家居信息采集模块详细设计（2）协调器模块详细设计（3）家电终端模块详细设计1.2 术语 /缩略语序号 术语/缩略语 说明1 ZigBee 基于 IEEE802.15.4 标准的低功耗个域网协议2 MCU微控制单元，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种 I/O 接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制1.3 参考文档序号 文档名 作者 时间 版本1 CC2530 原理图 - - -2 CC2530 学习套件-sz.pdf 天运科技 2010、08 -3 CC253x 用户指南(中文).pdf 天运科技 - -4 ZigBee 协议栈中文说明.doc 天运科技 - -5 CC2530 串口中断 上网查找 - -6 CC2530 点对点通信实例 天运科技 - -7 模数转换 上网查找 - -南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.02 处理2.1 模块数据结构定义2.1.1 全局变量定义加入网络所对应的结构体：typedef struct uint16 myAddr; /自己的 16 位短地址uint16 panId; /所处局域网 IDuint8 channel; /信道uint8 ackRequest; /确认收发机制#ifdef SECURITY_CCMuint8* securityKey; /安全钥匙uint8* securityNonce;#endif basicRfCfg_t;Equipment 模块全局变量Uint8 remoteAddr; /信息接收方地址Uint8 myAddr; /信息发送方地址Uint8 RxTxState; /发送还是接收状态Typedef structUint8 address; /家电控制或信息采集标志Uint8 apptype; /控制全部家电，还是某一家电标志（0 全部，1-N 对应标号的电器）Uint8 status; /执行何种操作，1 打开，0 关闭treatyType;预定义：#define PAN_ID 0x07 /定义本控制系统网络 ID 南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0#define ADDRESS_0 0x01 /协调器 16 位短地址 #define ADDRESS_1 0x02 /家居信息采集端 16 位短地址 #define ADDRESS_2 0x03 /家电终端 16 位短地址uint8 temp; /存放串口接收到的用户操作数据 int RTflag = 1; /协调器发送接收标志，1：接收串口发过来的数据，3：发送给家电终端uint8 recUartData=000; /协调器接收串口数据保存处int recUartDataLen = 0; /协调器接收串口数据长度2.2 模块功能实现2.2.1 模块内部函数2.2.1.1Init【函数式样】函数名 Init文件名 SmartHomeCollect(家居信息采集端函数）功能概要 初始化 IO、UART 等记述形式 Void Init(void）参数类型 变量名 I/O 说明- - - -返回值 类型 void 说明值 - - -详细说明上电或复位时，初始化硬件环境南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0使用注意事项无【函数处理流程】S T A R T初始化开发板硬件E N DM O D U L E N A M EF U N C T I O N N A M E I n i t家居信息采集模块F L O W C H A R T D E S I G N初始化 U A R T设置串口的 I / O 特性 ， 设置波特率 ， 复位开发板 、 M C U 等的初始化2.2.1.2InitialAD【函数式样】函数名 InitialAD文件名 SmartHomeCollect(家居信息采集端函数）功能概要 初始化 ADC记述形式 void InitialAD(char ch)参数类型 变量名 I/O 说明char ch I 传入作为 ADC 输入的是哪个引脚的数据 返回值 类型 void 说明值 - - -南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0详细说明无使用注意事项无【函数处理流程】S T A R T启动 A / D 转换E N DM O D U L E N A M EF U N C T I O N N A M E I n i t i a l A D家居信息采集模块F L O W C H A R T D E S I G N传入参数作为 A D C 输入的是哪个引脚的数据 ， 即采集哪个引脚上面滑动变阻器的值即先初始化那个引脚设置 A D C 抽取率使用 A D C C O N 3 寄存器 ， 即A D C 控制 。 抽取率决定了分辨率和完成一个转换所需要的时间2.2.1.3getAD_value【函数式样】函数名 getAD_value文件名 SmartHomeCollect(家居信息采集端函数）功能概要 获得变阻器的值，AD 转换用来模拟家居信息记述形式 void getAD_value(char ch, uint8 *sendBuffer)参数类型 变量名 I/O 说明char ch I which electrical equipmentUint8 * sendBuffer O Data which is collected南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0返回值 类型 void 说明值 - - -详细说明无使用注意事项无【函数处理流程】S T A R T转换完成E N DM O D U L E N A M EF U N C T I O N N A M E g e t A D _ v a l u e家居信息采集模块F L O W C H A R T D E S I G N传入参数A / D 转换将滑动变阻器的阻值转换为模拟数据信号传入需要采集的那个滑动变阻器的代号 ， 以及采集到的数据存放的变量2.2.2 模块间接口函数2.2.2.1BasicRfSendPacket【函数式样】函数名 BasicRfSendPacket文件名 SmartHomeCollect(家居信息采集端函数）功能概要 向特定地址的设备发送数据南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0记述形式 uint8 BasicRfSendPacket(uint16 destAddr, uint8* pPayload, uint8 length);参数类型 变量名 I/O 说明uint16 destAddr I 对方的 16 位短地址uint8* pPayload I 要发送的数据缓冲区uint8 length I 数据长度返回值 类型 int 说明值 SUCCESS 正常发送FAILED 异常结束详细说明家居信息采集模块函数，调用后可以将信息无线发送给协调器模块【函数处理流程】S T A R T返回发送状态E N DM O D U L E N A M EF U N C T I O N N A M E b a s i c R f S e n d P a c k e t家居信息采集模块F L O W C H A R T D E S I G N传入参数无线发送传入需要发送的字符 ， 长度 ，以及接收地址射频初始化初始化 C C 2 5 3 0 协议栈的数据结构 ， 配置源地址 、 目标地址 、 信道 、 短地址和 P A N I D成功 / 失败南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.02.3 协调器模块功能实现2.3.1 模块内部函数2.3.1.1Init【函数式样】函数名 Init文件名 Coordinator(协调器端函数）功能概要 初始化 IO、UART 等记述形式 Void Init(void）参数类型 变量名 I/O 说明- - - -返回值 类型 void 说明值 - - -详细说明上电或复位时，初始化硬件环境使用注意事项无【函数处理流程】南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0S T A R TE N DM O D U L E N A M EF U N C T I O N N A M E I n i t协调器模块F L O W C H A R T D E S I G N初始化开发板硬件开发板 ， M C U 等的初始化初始化 U A R T设置串口的 I / O 特性 ， 设置波特率 ， 复位2.3.1.2receiveUartMess【函数式样】函数名 receiveUartMess文件名 Coordinator(协调器端函数）功能概要 协调器接收串口中断发过来的用户操作命令记述形式 void receiveUartMess(void)参数类型 变量名 I/O 说明- - - -返回值 类型 void 说明值 - - -详细说明无使用注意事项无【函数处理流程】南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0S T A R TE N DM O D U L E N A M EF U N C T I O N N A M E r e c e i v e U a r t M e s s协调器模块F L O W C H A R T D E S I G N读取接收到的数据串口处有一个字符则产生一次中断 ， 我们只要在中断处理函数中读取该变量 。检查串口处是否有数据没有 ， 不作处理 ； 有 ， 则产生一个中断接收该字符数据处理接收完数据后判断标志位是否为正确的数据 ， 是 ， 则做出响应 ， 否则 ， 丢弃 。2.3.1.3receiveWirelessMess【函数式样】函数名 receiveWirelessMess文件名 Coordinator(协调器端函数）功能概要 接收接收采集端传递过来的无线信息记述形式 void receiveWirelessMess(void)参数类型 变量名 I/O 说明- - - -返回值 类型 void 说明值 - - -详细说明无使用注意事项无南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0【函数处理流程】S T A R TE N DM O D U L E N A M EF U N C T I O N N A M E r e c e i v e W i r e l e s s M e s s协调器模块F L O W C H A R T D E S I G N接收信息r e c e i v e U a r t M e s s数据处理检查有无传给自己的无线信息检查是否有中断信息没有无线信息发给 A R M 控制端没有中断信息接到无线信息2.3.2 模块间接口函数2.3.2.1SendToEquipment【函数式样】函数名 SendToEquipment文件名 Coordinator(协调器端函数）功能概要 响应用户操作函数记述形式 void sendToEquipment(uint8 *sendData, int length)参数类型 变量名 I/O 说明Uint8* sendData I 控制命令（哪个电器，开/关）int length I 发送数据的长度南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0返回值 类型 void 说明值 - - -详细说明无使用注意事项无【函数处理流程】S T A R T返回发送状态E N DM O D U L E N A M EF U N C T I O N N A M E s e n d T o E q u i p m e n t协调器模块F L O W C H A R T D E S I G N传入参数无线发送传入需要发送的字符 ， 长度 ，以及接收地址 ， 地址即要操作的电器所占地址射频初始化初始化 C C 2 5 3 0 协议栈的数据结构 ， 配置源地址 、 目标地址 、 信道 、 短地址和 P A N I D成功 / 失败2.3.2.2UartTX_Send_String【函数式样】函数名 UartTX_Send_String文件名 Coordinator(协调器端函数）功能概要 串口发送字符串函数南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0记述形式 void UartTX_Send_String(char *Data,int len)参数类型 变量名 I/O 说明Char * Data I 待发送数据 int len I 待发数据长度返回值 类型 void 说明值 - - -详细说明无使用注意事项无【函数处理流程】S T A R TE N DM O D U L E N A M EF U N C T I O N N A M E U a r t T X _ S e n d _ S t r i n g协调器模块F L O W C H A R T D E S I G N传入需要发送的字符和长度发送通过将数据写到 U 1 D B U F 寄存器发送出去南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.02.4 家电终端模块功能实现2.4.1 模块内部函数2.4.1.1Init【函数式样】函数名 Init文件名 Equipment(家电终端函数）功能概要 初始化 IO、UART 等记述形式 Void Init(void）参数类型 变量名 I/O 说明- - - -返回值 类型 void 说明值 - - -详细说明上电或复位时，初始化硬件环境使用注意事项无【函数处理流程】南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0S T A R TE N DM O D U L E N A M EF U N C T I O N N A M E I n i t家电终端模块F L O W C H A R T D E S I G N初始化开发板硬件开发板 ， M C U 等的初始化初始化 U A R T设置串口的 I / O 特性 ， 设置波特率 ， 复位2.4.1.2BasicRfPacketIsReady【函数式样】函数名 BasicRfPacketIsReady文件名 Equipment(家电终端函数）功能概要 判断当前接收缓存是否空闲记述形式 uint8 BasicRfPacketIsReady(void)参数类型 变量名 I/O 说明- - - -返回值 类型 Uint8 说明值 SUCCESS 成功FAILED 错误详细说明Check if a new packet is ready to be read by next higher layer使用注意事项无【函数处理流程】南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0S T A R TE N DM O D U L E N A M EF U N C T I O N N A M E B a s i c R f P a c k e t I s R e a d y家电终端模块F L O W C H A R T D E S I G NI s R e a d y 这个标志位 ， 当接收寄存器中没有数据空闲的时候 ， 可以再次接收检查标志位接收数据接收寄存器未空闲接收寄存器空闲2.4.1.3orderAnalysis【函数式样】函数名 OrderAnalysis文件名 Equipment(家电终端函数）功能概要 解析远程控制端传递过来的命令记述形式 void OrderAnalysis(void）参数类型 变量名 I/O 说明- - - -返回值 类型 void 说明值 - - -详细说明解析的数据通过全局变量传递使用注意事项无【函数处理流程】南昌航空大学东软班 详细设计报告 版本：0.1.0S T A R TE N DM O D U L E N A M EF U N C T I O N N A M E o r d e r A n a l y s i s家电终端模块F L O W C H A