物联网应用综合实训课件项目3-4.pptx

1、项目三：感知层设备安装与调试物 联 网 应 用 综 合 实 训项目概述项目概述智慧社区安装和调试模拟量传感器连接对照表数字量连接对照表zigbee模块烧写与配对对照表四输入模拟量zigbee通讯模块连接对照表学习目标学习目标n 通过感知层设备安装与调试，达到实训操作者熟悉各种传感器、执行器和设备的使用、接线、调试。n 掌握整个智慧社区各大功能逐渐安装调试，最终完成一个完整的智慧社区系统。任务一：智能社区工程实施 智能环境安防 任务描述任务描述 按照用户需求对物联网智慧社区实训平台，感知识别层中的多种设备进行安装、设置和调试。任务实施任务实施 参照各种对照表和左工位连线图，把已经安装的工位的设备

2、连接起来，进行设置和调试。相关知识相关知识1模拟量传感器连接对照表（传感器与ADAM4017+连接）序号序号传感器名称传感器名称供电电压供电电压接入端口接入端口1风速传感器24VVin3+2光照传感器24VVin1+3二氧化碳传感器24VVin6+4大气压力传感器24VVin4+5空气质量传感器电压电流变送器5V24VVin7+6温湿度传感器24V温度：Vin0+；湿度：Vin0+相关知识相关知识2.数字量连接对照表(传感器、执行器与ADAM4150连接)序号序号传感器名称传感器名称供电电压供电电压接入端口接入端口1烟雾传感器24VDI22火焰传感器24VDI13人体红外开关24VDI04红外

3、对射传感器12VDI45报警灯24VDO06左工位照明灯12VDO17右工位照明灯12VDO28电子雾化器AC220DO39加热片AC220DO4相关知识相关知识3.zigbee模块烧写与配对对照表 设备设备参数参数值值传感器模块网络号（Pan_id）00+【工位号，10进制，不足两位前面补0】信道号（Channel）工位号末位数字+11传感器类型4通道电流波特率38400风扇1继电器模块、风扇2继电器模块网络号（Pan_id）00+【工位号，10进制，不足两位前面补0】信道号（Channel）工位号末位数字+11继电器序号1#继电器模块为12342#继电器模块为0001波特率9600协调器网

4、络号（Pan_id）00+【工位号，10进制，不足两位前面补0】信道号（Channel）工位号末位数字+11波特率38400相关知识相关知识4.四输入模拟量zigbee通讯模块连接对照表 序号序号传感器名称传感器名称供电电压供电电压接入端口接入端口1液位变送器24VIN42水温传感器24VIN33土壤水分温湿度传感器24V湿度:IN2温度：IN1任务二：智能社区工程实施 智能商超 任务描述任务描述 按照用户需求对物联网智慧社区实训平台，感知识别层中的多种设备进行安装、设置和调试。任务实施任务实施 参照各种对照表和右工位连线图，把已经安装的工位设备连接起来，进行设置和调试。3.1与串口服务器连接

5、的设备3.2与无线路由器连接的设备3.3 与客户端PC机连接的设备THANKS项目四：网络传输层连接与配置物 联 网 应 用 综 合 实 训项目概述项目概述小童在电脑上通过智能社区软件直接对家里其它房间进行实时监控，或者获直接控制家里的电器设备。他对此非常好奇，为什么电脑并没有直接连接网络摄像头和串口服务器，但是可以获取相关的信息，下达指令。学习目标学习目标n 了解局域网概念；n 掌握ip地址分配；n 了解端口概念；n 能够在物联网智慧社区实训平台中，搭建无线局域网，并对各终端设备的网络参数进行配置。n 掌握网络摄像头配置；n 了解串口服务器概念；n 掌握串口服务器配置；任务一：设置无线局域网

6、任务描述任务描述 通过无线路由器，建立和配置本地无线局域网，并分配各设备ip。任务实施任务实施 1)通过网线连接路由器网口，在浏览器地址栏上输入“192.168.1.1”，输入默认用户名和密码“admin”，进入路由器设置界面（如图4-1）。图4-1进入设置向导任务实施任务实施2)点击左边“设置向导”，再点击“下一步”（如图4-1）。图4-1进入设置向导任务实施任务实施 3)根据上网方式进行选择，默认选择“动态IP”，点击“下一步”（如图4-2）。图4-2 选择模式任务实施任务实施4)在无线状态选择“开启”，在SSID设置无线网络名称，为了保障无线网络安全，开启无线安全，选择“WPA-PSK/

7、WPA2-PSK”,在PSK密码输入要设置的密码，最后点击“下一步”（如图4-3）。图4-3 无线网络基本参数设置任务实施任务实施5)点击“完成”退出向导（如图4-4）。图4-4 设置完成任务实施任务实施6.点击左边“网络参数”中的“LAN设置”，可进行网络地址更改，根据工作台后进行设置，IP地址设置为192.168.【工位号】.1（如图4-5）。图4-5 IP地址修改任务实施任务实施 调查几个小区的智能居家系统，了解系统内各个设备设施的安装和使用情况，将结果进行记录，并做相应的比较。相关知识相关知识局域网就是将某一区域内的大量个人计算机及各种设备互连在一起，实现数据传输和资源共享的计算机网络

8、。无线局域网是利用射频的技术，使用电磁波，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线所构成的局域网络。连接各局域网的设备为路由器，根据唯一IP地址寻找对应的设备。IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”。每个IP地址有网络地址和主机地址两部分组成。同一物理子网的所有主机和网络设备的网络地址是相同的。而对于不同物理网络上的主机和网络设备而言，其网络地址是不同的。不同的工作台是不同的局域网，在此为一个局域网提供一个C类IP地址段，可以根据工位号进行网络地址设置，则网络地址设为192.168.【工位号】.x。后面x范围可设置从1到254，分配给连接到本地局域网上的设备。相关知识相关知识各设备

9、的ip地址分配可参考表4-1表4-1 IP地址分配相关知识相关知识各设备的拓扑结构可参考图4-6。图4-6 局域网拓扑结构能力拓展能力拓展IPv4是互联网协议（Internet Protocol，IP）的第四版本，也是现在被广泛使用，现在网络协议的基础。IPv4中所规定的IP地址长度为32，即有232-1个地址。Internet委员定义了5种IP地址类型以适应不同类型的网络，即A类E类。A类网络地址数量较少，有126个网络，每个网络可以容纳主机数1600多万台。B类地址适用于中等规模网络，有16384网络，每个网络最大容纳数能达到6万多台。C类网络地址数量最多，有209万多个网络，应用于小规模

10、的局域网络，每个网络仅能容纳254台计算机。D类地址用于多播（一对多通信）。而E类地址保留为以后使用。随着互联网快速发展，IPv4定义的有限地址空间即将被分配完，为了大量增加地址数量，通过IPv6重新定义地址空间。IPv6采用128位地址长度，地址空间增大了2的96次方倍，几乎不受限制。并且考虑了在IPv4中解决不好的其他的问题，主要有端到端IP连接、服务质量（Qos）、安全性、多播、移动性、即插即用等。任务二：配置网络摄像头任务描述任务描述 配置摄像头，通过本地局域网络连接电脑，电脑可使用WEB网页访问摄像头。任务实施任务实施1）打开安装软件“”，选择安装语言，点击“确定”（如图4-7）。图

11、4-7 语言选择任务实施任务实施2）直接点击下一步（如图4-8），进入下一环节。图4-8 进入安装向导任务实施任务实施3）如若直接安装在默认路径下，可直接点击“下一步”（如图4-9）；或点击“浏览”，选择相应的路径后，再点击“下一步”。图4-9 文件位置选择任务实施任务实施4）设置菜单文件夹，若将快捷方式直接放置在当前名称下，可直接点击“下一步”（如图4-10）；或选择放置在其他文件夹内，点击“浏览”，选择其他文件，然后点击“下一步”。图4-10 快捷方式位置选择任务实施任务实施5）直接点击“安装”（如图4-11），即可完成安装。图4-11 开始安装任务实施任务实施。6）打开开始栏已安装好的7

12、）可刷新获取摄像头IP,在“基本信息”（如图4-11）中可对IP地址等信息进行修改，根据之前分配好的地址，将IP地址改为192.168.【工位号】.4，网关设为192.168.【工位号】.1，网段设置为255.255.255.0。这里注意:一定要将摄像头基本信息中的端口设置为80，因为网页打开的默认端口是80，如果摄像头没有设置，需要在访问摄像头的链接地址加上80，但应用程序的地址并没有包含端口地址，所以要把摄像头端口改为80，否则无法连接上。修改后，点击“设置”，摄像头设置成功。任务实施任务实施。这里注意:一定要将摄像头基本信息中的端口设置为80，因为网页打开的默认端口是80，如果摄像头没有

13、设置，需要在访问摄像头的链接地址加上80，但应用程序的地址并没有包含端口地址，所以要把摄像头端口改为80，否则无法连接上。修改后，点击“设置”，摄像头设置成功。图4-12 摄像头基本参数设置任务实施任务实施8）通过web方式输入摄像头链接地址：192.168.14.100，打开摄像头的网页设置界面（如图4-13）。图4-13 进入摄像头网页任务实施任务实施9）点击设置图标 ，进行设置（如图4-15）。图4-15 设置选择任务实施任务实施10）选择图4-14的无线网络设置，进入图4-16。图4-16 无线网络设置相关知识相关知识“端口”是英文port的意译，可以认为是设备与外界通讯交流的出口。端

14、口可分为虚拟端口和物理端口，其中虚拟端口指计算机内部或交换机路由器内的端口，不可见。例如计算机中的80端口、21端口、23端口等。物理端口又称为接口，是可见端口，计算机背板的RJ45网口，交换机路由器集线器等RJ45端口。电话使用RJ11插口也属于物理端口的范畴。如果说IP地址是房屋地址，那么端口就是进入房屋的门。一般房屋只有几个门，但是一个IP地址有很多端口。端口是通过端口号来标记的，端口号只有整数，范围是从0到65535（216-1）。能力拓展能力拓展网络传输分为TCP（Transmission Control Protocol,传输控制协议）和UDP（User Data Protocol

15、,用户数据报协议），查阅相关资料了解两种传输方式的特点，判断网络视频数据采用哪种传输协议，并写明理由。任务三：搭建串口服务器任务描述任务描述任务为搭建串口服务器。配置串口服务器对应参数，可通过串口服务器获取串口设备信息或下达命令。任务实施任务实施1）打开串口服务器中“中金TS 产品驱动”文件，安装驱动请点击，出现图4-17。图4-17 安装程序启动界面任务实施任务实施2）点击“Next”按钮，出现图4-18，选择默认安装路径，可直接点击Next，如需更换安装路径点击“Browse.”,选择好你指定的目录后，再点击“Next”。图4-18 安装程序文件位置设置任务实施任务实施3）出现图4-19，

16、点击“Install”，进入图4-20进行安装。图4-19安装程序任务实施任务实施4）出现图4-21，点击“Finish”完成安装，桌面上会自动生成图标。图4-21 完成安装任务实施任务实施5）在图4-23点击扫描，可以获取到局域网中的串口服务器的IP地址；点击虚拟串口，配置虚拟串口IP跟COM端口。图4-23 获取串口服务器任务实施任务实施6）打开浏览器，输入192.168.0.200进入到串口服务器的后台（如图4-24），点击快速设置如图所示，可在IP地址栏设置相应的IP地址，如192.168.【工位号】.7。同时改变相应的IP地址时要改变网关，网关为192.168.【工位号】.1。图4-

17、24串口服务器快速设置步骤一任务实施任务实施7）设置后进入“step2”（如图4-25），在串口选择中，要点击每个串口进入来进行更改。串口选择中1、2、3、4分别代表1234串口，这里要注意下，根据串口服务器连接的模块不同，波特率的选择也不同。主要是：模拟量、数字量接入时，波特率为9600；作为zigbee模块的协调器接入时，波特率为38400；超高频RFID模块接入时，波特率为57600；LED显示屏接入时，波特率为9600。任务实施任务实施图4-25 串口服务器快速设置步骤二任务实施任务实施8）点击进入“step3”（如图4-26），在“应用模式”中进行设置。将连接模式为“Real COM

18、”，连接数设为最大“8”；将以上参数应用于串口选择中勾选“ALL”；图4-26 串口服务器快速设置步骤三任务实施任务实施9）点击确定，串口服务器进行重启（如图4-27）。图4-27 完成设置相关知识相关知识串口服务器基于TCP/IP的串口数据流传输，能连接多个串口，选择和处理串口数据流，将来自传统的串口数据转化成IP端口的数据或者也可将来自TCP/IP协议的数据包，解析为串口数据流。串口服务器完成的是一个面向连接的TTL串口或者RS232/RS485/RS422链路和面向无连接以太网之间的通讯数据的存储控制，系统对各种数据进行处理，处理来自串口设备的串口数据流，并进行格式转换，使得成为能在以太

19、网中传播的数据帧；对来自以太网的数据帧进行判断，并转换成串行数据送达响应的串口设备。在实际应用当中，串口服务器完成是将TCP/IP协议的以太网接口映射为Windows操作系统下的一个标准串口，应用程序可以像对普通串口一样对其进行收发和控制，比如一般计算机有两个串口，COM1和COM2，通过串口服务器可将其上面的串口映射为COM3，COM4，COM5等。能力拓展能力拓展串口通信会采用波特率来计算传输速度，查阅相关资料了解波特率与比特率的关系。任务四：烧写zigbee组网配置任务描述任务描述安装烧写工具软件，根据需要选择烧写器与zigbee连接方式，成功烧写程序。任务实施任务实施1）找到 Smar

20、tRF Flash Programmer烧写工具软件Setup_SmartRFProgr_1.10.2.exe，双击进行安装，如图4-28所示。图4-28 双击SmarRF Flash Programmer烧写工具软件任务实施任务实施图4-29设置安装目录2）点击“next”，设置安装目录，如图4-29所示。任务实施任务实施图4-30 设置安装模式3）点击“next”，选择“complete”模式，如图4-30所示。任务实施任务实施图4-31 连接zigbee与烧写器4）点击“install”，执行安装，安装完成，桌面生成SmarRF Flash Programmer图标。5）将zigbee与

21、烧写器相连，烧写器通过USB与电脑连接。zigbee底板供电是5V电源，一定不要接错了电源，一旦接了12V的，底板将烧得冒烟，下载电缆有红色边条的朝天线方向如图4-31所示。任务实施任务实施图4-32 发现ZIGBEE下载代码成功6）运行 SmartRF Flash Programmer程序，按烧写器上的复位键找到ZIGBEE，选择正确下载代码，点击下载按钮，直到下载条走完，显示下载成功如图4-32所示。任务实施任务实施7）打开协调器主板上电源，使用公母串口线将zigbee连接到PC上，打开PC端上的Zigbee组网参数设置软件进行 zigbee配置，打开配置工具，选择COM1口打开，读取当前

22、连接到的zigbee信息，在这个界面可以设置、读取和修改参数设置。配置Zigbee参数时必须把协调器（如图4-33所示）、传感器（如图4-34所示）和继电器（如图4-35所示）的 pan ID 以及通道设置成同样的参数，每一个Zigbee的通道（Channel）也要设置成一样，才可以组网；注意，配置传感器时，传感器类型必须得选择四通道电流；配置继电器时，一块继电器的序列号配 置为“1234”，另一块继电器的序列号配置为“0001”，不必选择传感器类型。组网时每个Zigbee模块都 要接上天线，(需要注意的是如果要组在同一个网络下，组网的zigbee设备的Chanc el 与 PAND ID需要

23、一致)。任务实施任务实施图4-33 协调器设置任务实施任务实施图4-34传感器设置任务实施任务实施图4-35 继电器设置相关知识相关知识Zigbee技术是一种近距离、低复杂度、低成本的无线通讯技术。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为检测节点，例如可以直接采集本身所连接的传感器，还可以作为中转器转送别的网络节点所发送的信息。除此之外，每一个ZigBee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。Zigbee的相关参数一定需要了解，DEVICEID表示设备具体值。PANID表示的是私有网络的ID号，也就是某个网络的标示。只有PA

24、NID相同的设备才可以组成一个网络，对应的值为1到65535。换句话来说在同一空间下zigbee可同时组网65535个网络，且互相不受干扰。相关知识相关知识Channel是表示zigbee通信信道，2.4g的ZigBee协议栈含有16个通信信道，信道11（0 x0b）信道26（0 x1a）。对于信道的设置通过一个4字节的32bit数据来标示，如果需要使能某个信道，那么久将信道对应bit的数据置为1即可。比如某个设备使用信道11，那么将其信道数据值设置为0 x00000800,再比如信道26则设置为0 x04000000。在界面配置上只需要选择相应的频道号即可，无需设置具体值。能力拓展能力拓展Zigbee是低价位、低速率、短距离、低功率的通讯技术，通过查阅相关资料，了解这些特点的具体表现在哪些方面。项目评价项目评价项目总结项目总结通过项目实施，掌握如何组建无线局域网，如何分配ip地址，使所有的网络设备通过网络连接到电脑。同样需要掌握了如何配置网络摄像头，也了解了了如何通过web方式访问摄像头观看视频。最后学习了如何通过串口服务器连接串口设备，使得串口数据能在网络上传输。THANKS