原创《嵌入式多传感器灯控系统设计和实现》：此文是一篇嵌入式论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
摘 要：随着社会经济水平的发展,物联网技术在现实生活中的智能家居电子产品中得到广泛应用.为了适应信息化时代和方便人民生活,本文使用Qt作为编程工具,以S3C6410作为硬件平台,采集温度和湿度传感器数据,通过TCP的socket通信机制,实现了嵌入式多传感器灯控系统.达到了能够通过嵌入式设备观测温湿度和调节灯光亮度的基本功能.
关键词：嵌入式；灯控；传感器；移动设备
随着科技的发展,目前物联网行业正在兴起,特别是北京、上海、广州等大城市的物联网行业发展速度更快.一些知名家电产品也快速融入了物联网技术.例如海尔智能云电视、云空调、云洗衣机等,实现了用户对家庭家电产品的实时操控.当前,我国已发展了较为完备的敏感元件和传感器产业,产业规模正稳步增长.在物联网网络通信服务业领域,我国物联网行业正保持快速发展势头,应用领域也深入到社会公共安全、能源环保、城市管理等多个领域,未来几年仍将保持快速发展.目前在灯控领域,我国灯控系统功能还比较单一,一般仅具备开关功能,缺少日常维护功能.控制方式也比较落后,还停留在手动、光控、时控等方式上,容易受人为、季节和天气等因素影响,无法及时修改开关灯时间,容易造成能源浪费.而多传感器灯控系统的应用迎合了社会的发展,将为建设资源节约型社会发挥极大的作用.
1 系统需求分析
嵌入式多传感器灯控系统和正常的照明等区别在于,嵌入式多传感器灯控参和到了网络的环境.不仅能够满足正常的照明需要,还能在硬件端集成一些传感器,利用软件通过网络实现对灯光的亮度正常控制,还能将当前环境温湿度、一氧化碳浓度等信息显示给用户.
系统所需数据需要传感器采集数据,采用modbus数据协议,传输给采集的上位机.上位机通过crc对数据进行校验,错误数据信息,将自动丢弃,而正确的数据通过采用tcp网络传输协议发送给中转服务器.显示客户端和中转服务器建立连接,接受服务器发来的数据,解析并显示.同时客户端用户可以在正常的网络连接下随时随地对灯光进行控制.
2 系统设计和实现
2.1 总体设计
在整个系统的设计中,其基本网络拓扑图如图1所示.
如图1所示,整个系统分为三大块,传感器数据采集和控制端、服务数据中转端、显示端.其中数据中转服务器接入以太网络,用于数据的采集数据和数据显示的中转.采集端分布在外部环境,通过路由器介入以太网,其所属网络为家庭网络或企业网络.显示端通过路由器接入以太网,和数据中转服务器建立数据连接.在显示终端中,可以为手持移动设备或pc客户端.
系统显示端主要实现了温度、湿度、一氧化碳、灯控、继电器控制等5个主要功能.
在用户界面设计上充分运用QT提供的绘图方法,将数据抽象为图形,给用户更直观的印象.
在温度、湿度、一氧化碳功能模块中,主要是通过从网络中读取数据输出,在显示端不做任何输入操作.而在灯控和继电器模块中,不但要做数据的输出,而且还要做数据的输入,达到控制的目的.
如图2所示灯控功能模块中主要分为两个部分,接收端和发送端.在数据的发送之前需要将数据组装成8字节modbus协议格式的数据,然后发送给服务器,服务器最后中转到下位机控制端.在接收模块中,显示端将接收数据,并对modbus数据根据数据协议格式进行解析,显示当前灯光亮度值.
2.2 部分关键实现代码
如在系统串口操作中,初始化串口以后,接下来的就是对串口进行读写操作,串口的数据发送和读取同文件操作一样,通过系统的write（ ）和read（ ）函数进行数据的发送和接收.串口的数据操作程序关键代码如下.
如上函数中定义了一个data[][]的二维数组,并对其进行了初始化,初始化的数据中包含了4条预发送给采集端命令.其中data[0][1]中的0x03是功能码,其含义为write.data[0][2]中0x02代表了每一个采集传感器的编号.
3 系统及运行效果展示
图3是系统采集端的硬件部分展示图,外接了温湿度传感器,pwm灯,红外传感器.图4是用户登录界面,用户可通过手或笔在电阻屏幕撒屏幕上按下T9数字面板,完成输入功能.并按下login按钮执行登录.
图5是输入错误的IP和端口之后的错误提醒.图6是程序运行后采集到的传感器数据显示,以仪表盘和温度计的形式形象地显示出当前数据,在右下角同时还有数字显示仪表数据.
图7是对灯光亮度的控制的滑动条,其值为0～100,根据滑动条滑动的大小来改变灯光的亮度.如图8所示,滑动滑动条,灯光的明暗度发生改变.
4 结束语
目前,物联网技术在现实生活中得到广泛应用.计算机网络技术和电子产品的融合,给人们的生活带来了全新的感受.本文以Qt作为编程工具,以S3C6410作为硬件平台,采集温度和湿度传感器数据,通过TCP的socket通信机制,实现了嵌入式多传感器灯控系统,达到了能够通过嵌入式设备观测温湿度和调节灯光亮度的基本功能.未来多传感器控制系统将在智能生活中充当越来越重要的角色,全面融入大众的生活中,为人们生活提供便捷.
参考文献：
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嵌入式论文参考资料：
结论：嵌入式多传感器灯控系统设计和实现为关于本文可作为嵌入式方面的大学硕士与本科毕业论文嵌入式系统就业前景论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
