基于6LoWPAN的 教室灯光监控系统设计与实现 汇报人:李枝琴 指导老师:王慧锋 2016/10/27 华东理工大学

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基于6LoWPAN的 教室灯光监控系统设计与实现 汇报人:李枝琴 指导老师:王慧锋 2016/10/27 华东理工大学 今天汇报的主要内容是、、、 华东理工大学

目录 CONTENTS 1 背景及意义 2 系统总体设计 3 传感器节点设计 4 监控中心实现 5 下一步计划

背景及意义 互联网工程 任务组制定了6LoWPAN技术 WSN IPv4 ZigBee IPv6 不兼容 6LoWPAN 2011年, IANA宣布已 经分配完所有的IPv4地 址, NAT(网络地址转换)、CIDR(无类别域间路由)等技术应运而生。 IPv6技术应用于无线传感器网络存在着数据帧长度不匹配、未考虑能耗等问题。 无线传感器网络被广泛的应用于各种生产生活中,其底层遵循IEEE802.15.4标准。 ZigBee技术主要关注网络内部节点间的通信,其内部节点不能够直接与IP网络互连互通。

国内外 研究概况 背景及意义 相关标准制定 适配层分片重组算法 智能网关 RPL组网协议 应用到农业、智能家居等 本文针对当前较少有B/S架构的6LoWPAN应用这一现状,继续深化研究。目的在于设计与实现一种基于6LoWPAN的教室灯光监控系统,为进一步推广6LoWPAN技术提供示范作用。

1 2 3 4 5 背景及意义 系统总体设计 传感器节点设计 监控中心实现 下一步计划 目录 CONTENTS 第二部分需求分析,简单说下coap客户端需要实现哪些功能

系统总计设计

1 2 3 4 5 背景及意义 系统总体设计 传感器节点设计 监控中心实现 下一步计划 目录 CONTENTS 第三部分技术路线,功能说起来很简单啊,真正实现起来就没那么容易了,说要自己写一个coap客户端相当于写一个插件,当然了,前面也分析过这个的必要性,所以再难也要尝试

3.1 传感器集成 教室照明灯的状态受两个因素制约,一个是当前光照度值,一个是否感应到人。 TSL2561光照度传感器 HC-SR501人体红外传感器 德州仪器的CC2530DK硬件平台

3.1 传感器集成 在判断已经有人的情况下,采用双阈值法控制照明灯的开关,避免单阈值产生的抖动现象。灯的状态改变发生在阈值H和阈值L处,光照强度值介于二者之间时,灯的状态不变。

3.2 添加节点资源 自启动线程 Get请求 获取光照度值 获取红外信号 Post请求 控制LED亮灭 开启UDP服务 开启Coap服务 RPL组网 rest_server udp_sender coap_keepalive 添加节点资源

3.3 资源测试 节点本身就是CoAP服务器,那么我们就需要一个CoAP客户端来帮助调试。当前所有浏览器在默认情况下还不支持CoAP协议,有团队为Firefox浏览器开发Copper插件来协助CoAP调试。

3.3 资源测试 局限性: 仅限于安装Copper插件的Firefox浏览器; 访问每个资源都要在地址栏输入对应的URL,十分不灵活。

目录 CONTENTS 1 背景及意义 2 系统总体设计 3 传感器节点设计 4 监控中心实现 5 下一步计划

4.1 技术难点 NODE服务器

Observe, Blockwise Transfers 4.2 技术框架 名字 编程语言 版本 client/server 实现的CoAP特性 Copper JavaScript (浏览器插件) RFC 7252 Client Observe, Blockwise Transfers node-coap Node.js Client + Server Core, Observe, Block Californium Java Observe, DTLS Blockwise Transfers, CoAP.NET C# Core, Observe, aiocoap Python 3 Observe (部分) libcoap C Observe, Blockwise Transfers Ruby coap Ruby

4.2 技术框架

4.3 功能实现

目录 CONTENTS 1 背景及意义 2 系统总体设计 3 传感器节点设计 4 监控中心实现 5 下一步计划

NEXT 01 04 02 03 下一步计划 光照度采样值有小幅波动,拟采用滤波算法进行改进 人体红外传感器适用于感应活动人体,感应静止人体灵敏度大大降低 考虑应用到工程上的稳定性、成本、性能、实施复杂度等问题 NEXT 04 02 完善教室数据监测系统前端、后台 03

感谢各位的悉心聆听