物联网应用技术实训指导书HD
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“物联网应用技术”项目实训指导书
2013年05月
前言
智能家居最早是在20世纪80年代兴起于日本和美国，并在20世纪90年代进入我国，经过十几年的发展，特别是随着我国的住宅产业发展而迅速发展起来。而且在我国智能家居引起越来越多的关注，随着人民生活水平的提高，人们对于居住环境智能化、舒适程度等要求会越来越高，这给智能家居的发展提供了很大的市场空间。然而由于我国的居住模式和发达国家存在很大的差别，我国人口众多，城市多以密集型住宅为主，这造成了国外在智能家居的发展和技术上存在了很大的差别。国智能化更多地注重于整个小区智能化的建设。最早从做对系统开始，并且逐渐由过去的非可视对讲过渡到目前的以黑白可视对讲为主流，同时一些集成了安防功能、抄表功能,短信息等功能的对讲产品出现并在一些地区应用。由于可视对讲的发展迅速，一些厂家的宣传，给人造成了一种错误的观念，小区只要做可视对讲或者综合布线就称得上智能化小区。
随着对智能家居的认识越来越深入，人们逐渐意识到智能化的真正主体是家居的智能化，更多地体现在家庭部自动化。所以20世纪90年代后期，一些企业开始引入国外的智能家居技术和产品在国推广，还有一些大的集团公司也看好该领域，通过各种途径介入，促进整个行业迅速发展。正如当今如火如荼的家电行业，无论是白色家电，还是黑色家电，以及其他一些日用家电无不嵌入了自动化控制，其智能化程度已远是以前的普通家电所不及了。
目录
目录 (1)
准备知识1： (1)
1.1模块认识 (1)
准备知识2： (1)
2.1传感器认识 (1)
2.1.1温湿度传感器（数字量） (1)
2.1.2 串行时钟输入(SCK) (3)
2.1.3 温湿度测量 (5)
2.1.4 通讯复位时序 (5)
2.1.5 CRC-8 Checksum 计算 (6)
2.1.6状态寄存器 (6)
2.1.7相对湿度 (7)
2.1.8 湿度信号的温度补偿 (8)
2.1.9 温度转换系数 (8)
2.1.10 露点 (8)
2.2光敏传感器（模拟量） (9)
2.3可燃气体传感器（模拟量） (10)
2.4噪声传感器（模拟量） (12)
2.5气压传感器（模拟量） (12)
2.6震动传感器（开关量） (13)
2.7 红外热释电传感器（开关量） (13)
2.8 RFID射频识别装置 (15)
准备知识3： (15)
3.1 Flash Programmer下载程序快速入门 (15)
项目一：应用设备的安装与调试 (17)
一：硬件实物介绍 (17)
二：硬件设备的安装与调试 (26)
实训硬件提供： (26)
目标： (26)
要求： (26)
1.1 工作任务 (26)
（1）感知节点的设置 (27)
（2）完善感知节点ZigBee协议栈代码（代码已给出，见附录1） (27)
项目二：程序的编写与调试 (28)
2.1 初始操作： (28)
2.1.1 协议栈中网络结构类型修改： (28)
2.1.2 修改信道及网络编号（PANID） (29)
2.1.3 生成Hex文件操作： (29)
2.2 程序重点 (29)
2.2.1 消息处理流程 (29)
附录1： (36)
一、SampleAppMaster.c (36)
二、SampleAppSlave.c (47)
附录2：参考接线图 (60)
准备知识1：
1.1模块认识
应用设备包括：环境监测模块、家居安防模块、家居三表模块、家居电子支付模块、开关动作电路、模拟电压控制电路、总线型控制电路、网络USB型控
制电路。
硬件设备主要包含各类传感器和执行器、安防监测设备、三表设备等。
准备知识2：
2.1传感器认识
传感器类型包括：开关量传感器、数字量传感器、模拟量传感器。
开关量传感器：热释电红外传感器
数字量传感器：温湿度传感器
模拟量传感器：光敏、可燃气体、气压、噪声、震动、烟雾传感器
2.1.1温湿度传感器（数字量）
我们这里选用的的是属于Sensirion温湿度传感器家族中的贴片封装系列的SHT11。它将传感元件和信号处理电路集成在一块微型电路板上，输出完全标定的数字信号。传感器采用专利的CMOSens? 技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，与14 位的A/D 转换器以及串行接口电路实现无缝连接。因此，该产品具有品质卓越、响应迅速、抗干扰能力强、性价比高等优点。实物图如下：
图1-3
1.接口定义
（注意：NC端口必须悬空）
1.1电源引脚(VDD, GND)
SHT11 的供电电压围为2.4-5.5V, 建议供电电压为3.3V。在电源引脚（VDD,GND）之间须加一个100nF的电容，用以去耦滤波。见图1-4。
SHT1x 的串行接口，在传感器信号的读取及电源损耗方面，都做了优化处理；传感器不能按照I2C 协议编址，但是，如果I2C 总线上没有挂接别的元件，传感器可以连接到I2C 总线上，但单片机必须按照传感器的协议工作。
图1-4
图1-4: 典型应用电路, 包括上拉电阻RP 和VDD 与GND之间的去藕电容。
2.1.2 串行时钟输入(SCK)
SCK 用于微处理器与SHT1x 之间的通讯同步。由于接口包含了完全静态逻辑，因而不存在最小SCK 频率。
DATA 引脚为三态结构，用于读取传感器数据. 当向传感器发送命令时, DATA 在SCK上升沿有效且在SCK 高电平时必须保持稳定。DATA 在SCK 下降沿之后改变。为确保通讯安全，DATA 的有效时间在SCK 上升沿之前和下降沿之后应该分别延长至TSU and THO –参见图1-5。当从传感器读取数据时, DATA TV 在SCK变低以后有效，且维持到下一个SCK的下降沿。
为避免信号冲突，微处理器应驱动DATA 在低电平。需要一个外部的上拉电阻（例如：10kΩ）将信号提拉至高电平。上拉电阻通常已包含在微处理器的I/O 电路中。
图1-5：时序图,缩写词在表1-1 有注释。加重的DATA线由传感器控制,普通的DATA 线由单片机控制. 有效时间依据SCK的时序。请注意数据读取的有效时间为前一个切换