基于Android系统ZigBee传感器信息显示实验

【实验目的】

1. 熟悉ZigBee协议关于集中供电传感器----温湿度的通讯协议；

2. 利用协议，在Android平台上编写一个显示温湿度数据的安卓程序。

【实验内容】

1. Eclipse集成开发环境中编写温度传感器采集Android程序。

【实验设备】

1. 硬件： Android、PC机；

2. 软件：PC机操作系统 Win7 ＋ Eclipse开发环境。

【基础知识】

1. ZIGBEE物联网实验系统应用层交互协议V2.3

（1）传感器发送命令格式如下：

对于ZIGBEE物联网集中供电传送，Byte2、3： 0x47B8   (cmd，控制命令,低字节在前)

（2）传感器采集的传感数据说明如下：

    协议内容如上，那么无非就是一串以0x02开头，以校验结尾的数据。下面我们考虑如何从设备中获取这些数据。

2．WSN物联网通讯原理

（1）zIgbee之间通讯肯定是Z-Stack Pro之间的通讯。这里就不做介绍，需要详细了解的，请看书前面的内容。

（2）zIgbee从节点把传感器数据发送给网关后，网关将收集的数据，封包，然后发给zIgbee的串口。而硬件部分，zIgbee的串口已经和ARM的串口1连接。那么我们要做的就是从ARM的UART1采集数据，然后解析出来。

我们提供的demo程序，用C/S架构完成，在android的底层建立一个服务，负责采集串口的信息并同时把采集的信息发送给网口。然后，Android程序采集网口的数据。我们下面的实验提供的demo例程WsnTest，就是采用这种方式。

3.提供的Wsntest 模块例子源码解析

WsnTest只完成主界面“建立连接”按钮和退出“按钮”。“建立连接”按钮负责连接底层的（串口采集，并发送到网口的）服务。其余的功能需要我们自己去添加。

（1）如何启动底层的（串口采集，并发送到网口的）服务。

因为我们是编写Android程序，所以需要不停的调试设备，那么我们利用adb shell手动启动服务。确保实验箱上电和mini USB线的连接正常，确保adb工具的正常使用。启动过程如下图：

这样的好处就是我们每次通过Eclipse调试程序的时候，可以缩短程序启动时间，只需要每次在启动程序的时候，Ctrl+C 停止服务，等程序启动完成后，在启动iot服务。

（2）Wsntest启动过程截图如下：

没有启动服务时,提示“建立连接失败！”

启动服务后，点击“建立连接”按钮，弹出对话框，输入实验箱IP地址（192.168.1.X）和端口号(2012),点击“连接”按钮，提示连接成功。

如果是先启动服务，在打开WsnTest程序，那么其实这时候的网络交互已经是畅通的了，可以直接接收来自网口的程序。我们把温湿度传感器通电，就可以看到数据发送到WsnTest上。如下：

看到界面上打印出收到的字符串。可以把这个字符串跟我们前面提到的通讯协议进行比较。下面我们要进行的就是解析这些数据，并把温湿度传感器的数据显示到界面中。

WsnTest关键点1：模块通信切换的实现

这部分具体协议，参看上一节“Android模块切换通信”实验。首先使用程序使串口切换到ZigBee模块。

WsnTest关键点2：串口波特率的设置

在我们的例程中，使用“myservice.socketSend("4C4B0104");”就是设置使用串口1，波特率为115200。部分代码如下：

            myservice.socketSend("4C4B0101");

            new Handler().postDelayed(new Runnable(){   

                public void run() {   

                //execute the task

                 SetZigbee();                

                }   

             }, 500);

            new Handler().postDelayed(new Runnable(){   

                public void run() {   

                //execute the task

                 //115200

                 myservice.socketSend("4C4B0104");              

                }   

             }, 1000);

WsnTest关键点3：串口数据的接收

我们这里处理用的关键函数如下：

private void ScanData() {

    if (bLock == false) {

     bLock = true;

     if (iRecDataLen > 0) {

         int iFirstPosition = 0;

         while (iFirstPosition < iRecDataLen) {

         // 判断包头

              if (byteRecBuff[iFirstPosition] == HEAD) {

                   int PacketLen = (int) byteRecBuff[iFirstPosition + 1] + 3;

                   // 判断数据包是否完整

                   if (PacketLen <= iRecDataLen - iFirstPosition) {

                       // 读出一个数据包

                       byte[] Packet = new byte[PacketLen];

                       int i;

                       for (i = 0; i < PacketLen; i++) {

                            Packet[i] = byteRecBuff[iFirstPosition + i];

                       }

                       // 数据包处理

                       DateDispose(Packet);

                       // 缓冲区删除已读部分

                       for (i = 0; i < iRecDataLen - iFirstPosition - PacketLen; i++) {

                            byteRecBuff[i] = byteRecBuff[iFirstPosition + PacketLen + i];

                       }

                       iRecDataLen -= PacketLen + iFirstPosition;

                   }

                   bLock = false;

                   return;

              } else {

                   iFirstPosition++;

              }

         }

          iRecDataLen = 0;

     }

     bLock = false;

}

}

可以看到对数据包进行了简单的处理，并把最终的数据传入DateDispose（）函数处理。现在的DateDispose（）函数如下：

    private void DateDispose(byte[] Packet) {

        if (SummationCheck(Packet) == Packet[Packet.length - 1]) {

            Log.i("...WsnTest DateDispose...", Bytes2HexString(Packet));

        }

    }

可以看到对数据包进行了校验，以保证最后的正确性。并且把完整的数据包通过Log.i打印到了Eclipse的控制台。

    下面我们来进行温湿度传感器数据的显示。

【实验步骤】

（1）构思界面。

    Android界面的设计在前面的内容我们已经学过了。这里不做复杂的设计，简单的把温湿度以数字的方式显示到WsnTest界面中.

我们在activity_wsntest.xml文件中，添加4个TextView,分别用来提示温度，温度数据，湿度，湿度数据。

    <LinearLayout

        android:layout_width="match_parent"

        android:layout_height="match_parent"

        android:orientation="horizontal"

        android:layout_weight="1"

        android:gravity="center">

        <TextView android:layout_width="wrap_content"

            android:layout_height="wrap_content"

            android:text="温度："

            android:textSize="30dp"/>       

        <TextView android:layout_width="wrap_content"

            android:layout_height="wrap_content"

            android:text="     "

            android:id="@+id/tem"

            android:textSize="30dp"/>

        <TextView android:layout_width="wrap_content"

            android:layout_height="wrap_content"

            android:text="湿度："

            android:textSize="30dp"/>           

        <TextView android:layout_width="wrap_content"

            android:layout_height="wrap_content"

            android:text="   "

            android:id="@+id/hum"

            android:textSize="30dp"/>

    </LinearLayout>

（2）在WsnTest.java初始化刚才添加的Textview，代码如下：

在Activity中添加 “TextView textTem,textHum;”

    在OnCreat中添加“

textTem = (TextView)findViewById(R.id.tem);

        textHum = (TextView)findViewById(R.id.hum);”

（3）根据协议和收到的数据，修改WsnTest.java中的DateDispose（）函数，实现数据的显示。

根据协议，可以看到SHT10的温湿度数据，是在包的byte11和byte12两个字节。

那么添加如下代码：

        private void DateDispose(byte[] Packet) {

        if (SummationCheck(Packet) == Packet[Packet.length - 1]) {

            Log.i("...WsnTest DateDispose...", Bytes2HexString(Packet));

            int TypeboardByte,SensorType = 0;

              TypeboardByte = (int)Packet[10];

              SensorType = TypeboardByte & 0x3f;

              if(SensorType == 0x0 ){

                textTem.setText(String.valueOf(Packet[11])+" °C");

                textHum.setText(String.valueOf(Packet[12])+" %");

            }

    }  

（4）然后运行android程序，先启动服务，在启动程序。可以看到结果如图：