3.基于ZigBee无线传感器的智能家居综合实例实验3.基于ZigBee无线传感器的智能家居综合实例实验.pdf

基于ZigBee的智能家居综合样例 1. 实验环境 ? 硬件：UP-CUP IOT-6410-II 型嵌入式物联网综合实验系统 ， PC 机。 ? 软件： Vmware Workstation +Fedora Core 8 + MiniCom/Xshell + ARM-LINUX 交叉编 译开发环境 2. 实验内容 ? 基于嵌入式网关系统，进行基于 Zigbee 无线传感器网络的智能家居的简单图形界面显 示设计 ? 基于嵌入式网关系统，了解掌握 Linux 系统下 socket 编程 3. 实验原理 针对 GUI 的综合实例，具体实现都是通络网络层对底层 Zigbee（传感器、控制设备）、 蓝牙、RFID 等功能进行封装，提供给 GUI 上层界面统一的调用接口。 功能框图如下所示： ? 网络服务层实现（Socket 通信） 套接口（Socket）为目前 Linux 上最为广泛使用的一种的进程间通信机制，与其他 的 Linux 通信机制不同之处在于除了它可用于单机内的进程间通信以外 ，还可用于不同机器之 间的进程间通信。但是由于 Socket 本身不支持同时等待和超时处理，所以它不能直接用来 多进程之间的相互实时通信 。本实验采用事件驱动库 libev 的方式构建我们的服务器模型 。 Socket 服务器端 Libev 是一种高性能事件循环 / 事件驱动库。作为 libevent 的替代作品，其第一个 版本发布与 2007 年 11 月。Libev 的设计者声称 libev 拥有更快的速度，更小的体积， 更多功能等优势，这些优势在很多测评中得到了证明 。正因为其良好的性能，很多系统开始 使用 libev 库。libev 同样需要循环探测事件是否产生 ，其循环体用 ev_loop 结构来表达， 并用 ev_loop( ) 来启动。 void ev_loop( ev_loop* loop, int flags ) Libev 支持八种事件类型，其中包括 IO 事件。一个 IO 事件用 ev_io 来表征，并用 ev_io_init() 函数来初始化：void ev_io_init(ev_io *io, callback, int fd, int events) 初始化内容包括回调函数 callback，被探测的句柄 fd 和需要探测的事件，EV_READ 表“可 读事件”，EV_WRITE 表“可写事件”。 用户需要做的仅仅是在合适的时候 ，将某些 ev_io 从 ev_loop 加入或剔除。一旦加入， 下个循环即会检查 ev_io 所指定的事件有否发生；如果该事件被探测到，则 ev_loop 会自 动执行 ev_io 的回调函数 callback()；如果 ev_io 被注销，则不再检测对应事件。无论 某 ev_loop 启动与否，都可以对其添加或删除一个或多个 ev_io，添加删除的接口是 ev_io_start() 和 ev_io_stop()。 void ev_io_start( ev_loop *loop, ev_io* io ) void ev_io_stop( EV_A_* ) 由此，可以容易得出如下的“一问一答”的服务器模型。由于没有考虑服务器端主动终 止连接机制，所以各个连接可以维持任意时间，客户端可以自由选择退出时机。 上述模型可以接受任意多个连接 ，且为各个连接提供完全独立的问答服务 。借助 libev 提供的事件循环 / 事件驱动接口，上述模型有机会具备其他模型不能提供的高效率、低资 源占用、稳定性好和编写简单等特点。 服务器主要实现流程是：首先开启一个 Zigbee 后台线程（底层）监听服务器调用信息， 接着利用 ev_io_start(loop