移动互联网应用开发-移动互联实验平台使用

西安邮电大学

通信与信息工程学院

实验报告

（2018/ 2019学年第 2 学期）

课程名称：移动互联网应用开发

实验名称：移动互联实验平台使用

组成员/学号：

专业/班级：通信工程1612

指导教师：金蓉

实验时间：2019年5月10号

一、实验目的和要求

1、掌握实验平台的组成及工作原理，各功能模块的使用方法。

2、了解实验平台各模块的组成，各模块与网关板的通信方式。

3、掌握Android App在实验平台的运行、验证测试方法。

二、实验原理

1.实验设备

2人一组，提供友道移动互联实验箱1台，PC机一台，数据线条，协调器一件、电源线一条。

在实验中，学生在老师的指导下，熟悉实验箱的结构布局，工作原理，各种数据采集模块的工作原理，Android 应用在实验箱上的加载、运行、测试方法，以及使用时单位安全注意事项。

2.实验箱的组网方式

实验箱提供的工作模块与A9网关板通信方式有四种，ZigBee, Wifi无线、蓝牙、NB-IoT, 本实验主要采用前三种方式。

2.1、ZigBee通信:实验箱里RF-CC2530模块采集到节点的数据，采用ZigBee通信传递到协调器上的RF-CC2530模块。因为A9板不支持Zigbee,需通过外接协调器通过UART5串口和网关通信。

2.2、WiFi通信实验箱里的Stm32+ WiFi模块采集到节点的数据，与实验箱里的安卓平板实现无线通信。

2.3、蓝牙通信:实验箱里的蓝牙模块采集到节点的数据，与实验箱里的安卓平板实现蓝牙通信。

三、实验内容

1.实验箱的整体布局

1.1、组成结构

实验箱的整体布局为:大底板左下方位置是6个工位槽(区域5),每个工位槽标配一一个工作模块，分别用A1~A6标识。每个模块由小底板、2.2寸LED显示屏、核心板，传感器及执行板4部分构成。

实验箱提供了三种核心板，分别是Zigbee (CC2530)核心板、WiFi(友人公司)核心板，蓝牙核心板。

右下角位置是一个A9网关板(区域8),带有一个平板，运行Android操作系统，实现对工位槽上每个工作模块的数据采集和控制。

A1工位槽上方是6个串口，标识为A1S~A6S，分别将6个工位槽上的串口以DB9和TTL3针的形式引了出来，方便模块与设备互联调测。

串口旁边的两个风扇FAN1和FAN2，与工位槽A6的两路继电器模块通过底板相连，可以通过继电器模块对风扇进行控制。

风扇右侧是面包板，允许搭建自己设计的电路，并通过实验箱最上面的3.3v、5v或者12v 电源来供电。

1）电源扩展区

当实验箱接通5V电源时,3.3V和5V电源区可用:当实验箱接通12V电源时，12V电源区可用。

2）外接串口扩展区

当下列模块是ZigBee通信时，外接串口分别各对应以下6个节点，各个外接串口可连同外接设备进行调试和监测。

3）风扇1和风扇2；4）面包板。5）数据采集节点区；

6）总电源开关；7)外接电源接口；A9网关板(使用安卓系统)

1.2、A9网关板

图2.1实验箱A9网关板组成结构

1.3、传感采集功能模块

分为PWM调光灯、烟雾传感器、光照传感器、温湿度传感器、继电器、震动传感器。

其中光照传感器和4路LED灯模块核心板采用Wifi通信模式;继电器模块、调光灯和温湿度模块的核心板采用Zigbee通信模式;烟雾传感器采用蓝牙通信模式。

1.4、核心板模块

核心板是集成了通信功能的SoC ( System-on--Chip) 系统。

1）Zigbee/串口通信分为CC2530模块和协调器。

2）无线通信分为WiFi、蓝牙通信和NB-loT。

2.实验箱使用方法

每次打开箱子，首先检查硬件是否归位正确。

2.1、实验箱加电

连按5V电源适配器，一端连接5v电源输入端点击红色按钮给实验箱加电。

加电成功后，实验箱启动、把协调器安装在A9控制板的串口UART5上，然后打开A9板右上角的平板的电源开关。

实验中，当A9板进入休眠状态时，可以使用板上带的唤醒键一健唤醒，该键位置在A9板下方，连接协调器的UARTS串口的右侧黑色圆形按键。左侧的是A9的Reset键。

另外要注意的是，工位情上的每个工作模块左上侧，都有一个单独的供电开关，一般采用底板供电方式，要求将开关拨到下方，以防止无谓耗光底板电池电量。

2.2、运行app测试工作模块

打开移动互联终端开发平台的A9平板，正常启动后点击“移动互联终端开发”APP图标，进入欢迎页面，自动跳入登录界面。

登录步骤：

（1）输入设备编号

每个实验箱有一个唯一的设备编号，在实验箱、以及数据采集节点模块的标签上有标注。此编号已经写入实验箱工作模块，不同实验箱的工作模块相互不能混用。

（2）输入设备IP地址

该IP地址是管理服务器端地址，配置实验箱设备IP地址与管理服务器端的IP地址一致，即可登录，以供教师在管理服务器端查看学生设备端信息。

实验时，教师需将实际的管理服务器IP地址和端口号告诉学生。

（3）勾选是否与服务端通信

如果要与服务端通信，这个选项是必选的:如果不选，也可以点击登录进入，但不能实现与服务端通信的功能。(如果勾选与服务端通信，但IP不正确，点击登录是进不去的)。

（4）勾选是否记住IP地址:方便学生，不用重复输入IP地址

本实验中，什么都不输入，直接点登录按钮进入系统。这个时候就可以看通知，获取到登录状态。

实验箱提供了与工作模块通信的4种方式, 我们可以选择之一进行测试，要注意能看到哪些信息采集上来，与实际实验箱的6个工作模块的具体核心板配置有关。

实验中，实验箱上预先配置的6个工作模块，使用了三种核心板，槽位上具体配置如下: A1: 调光灯+Zigbee (核心板 RFCC2530); A4:温湿度+Zigbee; A6:继电器+Zigbee; A3: 光照度+WiFi (友人C210); A2: 4路LED灯+WiFi; A5:烟雾传感器+蓝牙。

1）串口通信

确保协调器与工作模块正常连接，点击串口通信进入串口通信的界面，可以看到4个App 图标。依次为LED灯控制，风扇开关控制(继电器),调光灯控制，网络拓扑检测四个应用。

点击进入LED灯控制APP模块，LED灯控制应用界面中有4个LED灯图标，分别对应LED

灯节点模块4个LED灯，每个灯都可以点击控制其打开和关闭，最右边是一个总开关按钮。

点击进入继电器开关控制应用的界面，两个继电器分别控制台风扇的打开和关闭动作。

进入调光灯应用界面，滑动进度条可以改变调光灯的亮度。

进入实验箱提供的Zigbee节点组网拓扑检测的界面，该应用可以检测环境中Zigbee节点模块接入组网的情况。

点击刷新按钮，可以查看ZigBee模块组网状态。

实验箱提供了环境监测模块，可以采集监控环境的温湿度，光照强度，和烟雾灯信息，环境监测应用界面下可以显示当前连接的节点数据信息。

在该界面点击温湿度，光照强度，和烟雾，可以进入各自的历史数据查询

2）无线WiFi

实验箱还提供了STM32+WiFi 方式的无线通信模块。实验室的实验箱A2槽位上的4路LED 灯桃块核心板采用STM32+WiFi方式，且预先配置为整个实验箱的AP。在使用该功能前，无要断掉A9板以前的无线WiFi连接，重新与实验箱里配置的无线WiFi连接。

检查A9板WiFi配置，将app窗口最小化，点击桌面的->设置。

打开无线网连接，连接与实验箱设备号相同的无线网->长按无线网标识SSID：yoodao1039 --点击高级选项---设置一选择静态:查看是否已经手工配置静态IP地址为192.168.1.121。

随后，就可以点击进入该界面进行数据显示和操作。

3）蓝牙通信

点击蓝牙通信进入蓝牙通信界面。

点击红色搜索蓝牙设备按钮，显示搜索到的蓝牙列表。

点击我们要连接的蓝牙设备，进入数据显示和控制界面

2.3、在A9板运行个人安卓app

使用U盘连接A9板复制apk文件到A9板的文件管理中，点击安装，安装成功后运行

四、实验结果分析

1、串口通信

可以通过串口通信在APP控制调光灯的亮度和风扇的开关以及查看温湿度

2、无线WiFi

可以通过WiFi连接在APP中控制LED灯的亮灭，和查看光照强度。

3、蓝牙通信

可以通过蓝牙连接在app中查看是否有烟雾。

五、实验总结

1、实验箱的设备id在实验中起什么作用？

每个实验箱的工作模块是不能混用的，设备id起到辨别的作用。

2、A9板的无线IP地址是不是一定不能修改？

IP地址是预设的服务器IP地址不能修改，如果要改也应该修改服务器的IP地址后再修改。

3、使用ZigBee,WiFi,和蓝牙三种方式组网，各自有什么优劣？

1）WiFi：WiFi技术是目前传输速度最快的的技术，缺点是安全性差，稳定性弱，功耗大，价格比其余两者贵。

2）蓝牙：蓝牙技术传输速度较WiFi慢比ZigBee快，功耗介于WiFi和ZigBee之间，优点是体积小，受用群体广，安全性高，缺点是连接范围短。

3）ZigBee：优点是价格便宜，功耗低，范围大，安全性高，缺点是传输速率低，成熟案例少，普及度低。

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