基于ZigBee和Android的智能移動監(jiān)控系統(tǒng)設計
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引言
監(jiān)控系統(tǒng)是與傳感技術、信息傳遞處理技術和計算機技術等緊密相關的。監(jiān)控包括監(jiān)視和控制，意味著系統(tǒng)工作在全雙工模式。按通信方式可將監(jiān)控系統(tǒng)分為有線監(jiān)控系統(tǒng)和無線監(jiān)控系統(tǒng)。以往由于信息在無線傳遞時容易受到干擾等一系列的原因導致其應用遠落后于有線監(jiān)控系統(tǒng)，近年來隨著通信技術的發(fā)展，無線信息傳遞越來越穩(wěn)定可靠，其抗十擾能力、糾錯能力和保密能力越來越強。而有線監(jiān)控系統(tǒng)存在著隱蔽性差、抗破壞能力弱等問題，在一些場合難以鋪設或鋪設成本高、周期長、費時費力。可以預見，無線監(jiān)控系統(tǒng)的應用和研究將越來越廣泛。
基于IEEE 802.15.4標準的ZigBee協(xié)議具有自組織、穩(wěn)定性好、抗干擾性強、功耗低等一系列優(yōu)點，在無線個域網、物聯(lián)網和低功耗傳感網絡等領域得到了廣泛的應用。Android是Google公司推出的一個基于Linux內核的智能移動平臺的解決方案，由于Android具有人機界面友好、可擴充性強、安全易用等特點，在推出后短短幾年就已經占據了移動平臺的領軍地位。
1系統(tǒng)結構
智能移動監(jiān)控系統(tǒng)由兩個主要的部分組成：信息采集與傳輸子系統(tǒng)和信息處理與控制子系統(tǒng)。信息采集與傳輸子系統(tǒng)采用ZigBee協(xié)議作為基礎，其主要功能是采集環(huán)境信息并將其發(fā)送至信息處理與控制予系統(tǒng)。同時，信息采集與傳輸子系統(tǒng)需要及時的響應來自信息處理與控制子系統(tǒng)的各種命令。信息處理與控制子系統(tǒng)是基于Android智能平臺的，需要實時地顯示自信息采集與傳輸子系統(tǒng)的環(huán)境信息，并將用戶的控制操作轉換成用戶命令下達至信息采集與傳輸子系統(tǒng)。智能移動監(jiān)控系統(tǒng)的整體結構如圖1所示。
智能移動監(jiān)控系統(tǒng)由兩個主要的部分組成：信息采集與傳輸子系統(tǒng)和信息處理與控制子系統(tǒng)。信息采集與傳輸子系統(tǒng)采用ZigBee協(xié)議作為基礎，其主要功能是采集環(huán)境信息并將其發(fā)送至信息處理與控制予系統(tǒng)。同時，信息采集與傳輸子系統(tǒng)需要及時的響應來自信息處理與控制子系統(tǒng)的各種命令。信息處理與控制子系統(tǒng)是基于Android智能平臺的，需要實時地顯示自信息采集與傳輸子系統(tǒng)的環(huán)境信息，并將用戶的控制操作轉換成用戶命令下達至信息采集與傳輸子系統(tǒng)。智能移動監(jiān)控系統(tǒng)的整體結構如圖1所示。
1.1硬件結構
信息采集與傳輸子系統(tǒng)采用CC2530作為硬件結構的核心。CC2530內部集成了業(yè)界領先的射頻收發(fā)器、豐富的片內外設和強大的DMA控制器。集成的射頻收發(fā)器的性能指標遠遠優(yōu)于IEEE 802.15.4標準所規(guī)定的要求。豐富的片內外設，如AES協(xié)處理器、CSP協(xié)處理器和SPI等通信接口，為各種基于ZigBee、6LoWPAN和RF4CE等協(xié)議的應用提供了有力的支持。強大的DMA控制器為CC2530在高強度、高吞吐量以及實時性要求嚴格等領域的卓越表現(xiàn)提供了可靠的保證。LCD采用FSTN顯示模式的LM6059BCW液品模塊。信息采集與傳輸子系統(tǒng)硬件結構如圖2所示。
信息處理與控制子系統(tǒng)采用基于ARM1176JZF-S內核的S3C6410微處理器作為核心控制單元。ARM11系列是ARMv6架構的第一代實現(xiàn)。采用兩片K4X51163PC Mobile DDR SDRAM芯片構成128 MB的內存系統(tǒng)。采用1GB的K9G8G08UOA NAND Flash芯片作為非易失性存儲設備。采用7寸TFT觸摸屏作為主要的人機交互設備。采用100M以太網芯片DM9000AE構建以太網接口，用于以太網訪問。信息處理與控制子系統(tǒng)的硬件結構如圖3所示。
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