專利名稱：一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
隨著微電系統(tǒng)(Micro-Electro-MechanismSystem, MEMS)、片上系統(tǒng)(S0C,System on Chip)、無線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，孕育出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN),其以低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革。近幾年隨著成本下降，為數(shù)不少的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開始投入應(yīng)用。在環(huán)境監(jiān)測和保護、醫(yī)療護理、軍事、目標(biāo)跟蹤以及一些危險的工業(yè)環(huán)境等領(lǐng)域中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)展示了非凡的應(yīng)用價值。
在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實際應(yīng)用過程中，其不能獨立作為一個通信網(wǎng)絡(luò)形式存在?，F(xiàn)有的技術(shù)方法是將網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)測的數(shù)據(jù)發(fā)送到上層服務(wù)器進行分析、處理，同時上層服務(wù)器將相關(guān)命令下發(fā)到無線傳感器節(jié)點。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接入上層服務(wù)器普遍的形式是通過網(wǎng)關(guān)接入到PC機上，然后由作為上層服務(wù)器的PC機進行分析、處理無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)。其接入方式有有線接入和無線接入兩種，考慮到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)的特點是上行數(shù)據(jù)量非常大，而下行數(shù)據(jù)量非常小，因此雖然有線方式有硬件設(shè)備布置的局限性，但相比于無線方式，其在數(shù)據(jù)傳輸效率上有很大優(yōu)勢。因此無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過有線方式與PC機連通，其監(jiān)測的數(shù)據(jù)通過匯聚節(jié)點經(jīng)有線方式發(fā)送給上層PC機進行分析、處理，但是因為PC機是比較笨重的終端設(shè)備，作為上層服務(wù)器非常不便捷。當(dāng)今移動技術(shù)飛速發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進入我們生活的每一個角落，同時隨著Android、ios等移動終端操作系統(tǒng)的興起，移動終端設(shè)備發(fā)展迅速而且計算處理能力得到顯著提高。通過便捷的移動終端設(shè)備隨時隨地接收移動網(wǎng)絡(luò)信息將是大勢所趨。因此無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端設(shè)備結(jié)合，將移動終端設(shè)備作為上層服務(wù)器來查看、分析、處理無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，將有效地解決PC機作為上層服務(wù)器的弊端，不僅更加方便靈活地實現(xiàn)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和利用，而且對于人們生活的進一步便捷將會有所幫助。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)方法存在的問題，本發(fā)明提供一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將其監(jiān)測和采集的數(shù)據(jù)通過串口通訊傳送到計算機上；計算機接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)保存到搭建的服務(wù)器下；Android移動終端通過無線網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器中下載得到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，并對其進行處理。本系統(tǒng)及方法實現(xiàn)了 Android移動終端對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠程監(jiān)測利用。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括無線傳感器終端節(jié)點、無線傳感器匯聚節(jié)點、計算機和移動終端。所述無線傳感器終端節(jié)點至少兩個，無線傳感器匯聚節(jié)點至少一個，各節(jié)點組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點通過ZigBee協(xié)議進行自組織，即各個節(jié)點隨機布置在室內(nèi)，無線傳感器終端節(jié)點實時采集自身所在位置的信號強度數(shù)據(jù)即RSSI，然后將RSSI數(shù)據(jù)發(fā)送給無線傳感器匯聚節(jié)點。所述無線傳感器匯聚節(jié)點至少一個，匯聚節(jié)點創(chuàng)建初始化一個網(wǎng)絡(luò)，接收無線傳感器終端節(jié)點的加入和收集其發(fā)送來的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)通過串口通訊發(fā)送給作為交互中間單元的計算機。計算機作為一個交互的中間單元，安裝并配置有Web應(yīng)用服務(wù)器，建立一個文件夾并對其進行配置，配置過程即為新建編寫WEB-INF. xml文件；計算機用于緩存無線傳感器匯聚節(jié)點通過串口發(fā)送來的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)緩存到一定大小時，在配置好的Web應(yīng)用服務(wù)器中進行文件保存，并更新記錄保存文件屬性信息的XML文件。所述移動終端為Android移動終端，該移動終端通過無線網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)HTTP協(xié)議下載 作為交互中間單元的計算機中保存的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的文件，并對文件進行解析處理，提取出文件中的RSSI數(shù)據(jù)、終端節(jié)點的地址以及終端節(jié)點到達匯聚節(jié)點所經(jīng)過的另一個終端節(jié)點(起路由作用的一個終端節(jié)點)的地址，然后對這些數(shù)據(jù)進行保存顯示。系統(tǒng)的工作流程匯聚節(jié)點創(chuàng)建一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，終端節(jié)點通過ZigBee協(xié)議組織加入這個網(wǎng)絡(luò)，然后終端節(jié)點采集自身的RSSI數(shù)據(jù)并向匯聚節(jié)點發(fā)送該數(shù)據(jù)；匯聚節(jié)點接收到終端節(jié)點發(fā)送來的數(shù)據(jù)后通過串口通訊發(fā)送到計算機串口，計算機作為交互中間單元其串口監(jiān)聽程序開始緩存讀入的數(shù)據(jù)，待緩存100組數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)保存到Tomcat服務(wù)器中并修改服務(wù)器中的文件屬性信息的XML文件，加入新保存的文件的屬性信息；Android移動終端通過Http協(xié)議無線訪問服務(wù)器，下載解析服務(wù)器中保存文件屬性信息的XML文件，獲取可下載的文件列表后，由用戶自主選擇下載文件，然后對于用戶下載的文件進行解析，提取出終端節(jié)點地址、終端節(jié)點到達匯聚節(jié)點所經(jīng)過的另一個終端節(jié)點的地址以及RSSI數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)進行保存和顯示。采用上述系統(tǒng)進行無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互的方法，包括以下步驟
步驟I :初始化無線傳感器節(jié)點，使其能夠通過集成的ZigBee協(xié)議棧進行無線通訊； 首先初始化無線傳感器節(jié)點的硬件配置，具體包括協(xié)議棧初始化、芯片初始化、串口信
息初始化、中斷開啟、LED初始化；然后設(shè)置該節(jié)點是匯聚節(jié)點還是終端節(jié)點，若是匯聚節(jié)點則初始化一個網(wǎng)絡(luò)，繼而初始化應(yīng)用層無線協(xié)議收發(fā)數(shù)據(jù)，然后循環(huán)開始收發(fā)數(shù)據(jù)，直到人為進行硬件復(fù)位或者電池沒電才停止收發(fā)數(shù)據(jù)；若是終端節(jié)點則加入一個匯聚節(jié)點初始化的網(wǎng)絡(luò)，然后初始化應(yīng)用層無線協(xié)議收發(fā)數(shù)據(jù)，接著判斷是否加入網(wǎng)絡(luò)成功，如果成功則向匯聚節(jié)點發(fā)送自己采集到的數(shù)據(jù)，假如失敗則等待2秒，再次嘗試加入網(wǎng)絡(luò)，直到成功為止。和匯聚節(jié)點一樣，終端節(jié)點也是直到人為進行硬件復(fù)位或者電池沒電才停止收發(fā)數(shù)據(jù)。步驟2 :無線傳感器匯聚節(jié)點布置好，開啟電源，啟動無線傳感器匯聚節(jié)點，即無線傳感器匯聚節(jié)點創(chuàng)建一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN ；
步驟3 :各無線傳感器終端節(jié)點隨機布置在室內(nèi)，開啟電源，各無線傳感器終端節(jié)點開始工作，即加入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實時采集自身所在位置的RSSI數(shù)據(jù)，并通過ZigBee協(xié)議發(fā)送到無線傳感器匯聚節(jié)點；
步驟4 :無線傳感器匯聚節(jié)點通過串口通訊將收到的RSSI數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機串口 ； 步驟5 :啟動Web應(yīng)用服務(wù)器和串口監(jiān)聽程序；在PC機上安裝配置Web應(yīng)用服務(wù)器并編寫調(diào)試串口監(jiān)聽程序，串口監(jiān)聽程序步驟如 下
步驟5. I :獲取計算機端口列表；
步驟5. 2 :根據(jù)端口列表獲得端口 ID ；
步驟5. 3 :依次對端口列表內(nèi)的每個端口 ID判斷該端口是否是串口 是，則繼續(xù)判斷該串口是否為匯聚節(jié)點指定的串口，執(zhí)行步驟5. 4 ;否則返回步驟5. 2，判斷下一個端口 ；
步驟5.4 :若為指定串口，則打開該串口，進行串口配置；否則返回步驟5.2 ;
串口配置具體為設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位和匯聚節(jié)點通過串口通訊發(fā)送的數(shù)據(jù)設(shè) 置一致；完成配置后，程序進入等待狀態(tài)。步驟5.5 :進行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送，接收完畢，將數(shù)據(jù)寫入自定義文件夾。匯聚節(jié)點將數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚渲煤玫闹付ù?，?dāng)傳入的數(shù)據(jù)到達末尾或者到達一定長度時，程序自動在完成配置后，程序進入等待狀態(tài)，直到匯聚節(jié)點將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆摱丝?，然后程序開始緩沖傳入的數(shù)據(jù)，當(dāng)傳入的數(shù)據(jù)到達末尾或者達到一定的長度時，程序自動在Tomcat服務(wù)器的webapps文件夾中設(shè)定新建的WSN文件夾中，新建一個以當(dāng)前時間為文件名的文件，并將從串口讀取到的文件寫入該文件進行保存，同時修改記錄WSN文件夾中記錄文件屬性信息的自定義lists, xml文件。步驟6 :啟動Android移動終端應(yīng)用程序，連接服務(wù)器成功后，下載解析自定義lists, xml文件，獲取服務(wù)器中可下載的文件列表；
針對Android移動終端進行Android移動終端應(yīng)用程序開發(fā)進入程序主菜單后，可以選擇下載新的數(shù)據(jù)，也可以查看以往的歷史記錄；選擇下載后，通過運營商提供的無線網(wǎng)絡(luò)，程序通過Http協(xié)議以及服務(wù)器的IP地址和對應(yīng)的服務(wù)器內(nèi)的文件夾即WSN這個文件夾去查找上次下載結(jié)束后，新增加的文件，自主選擇將它們下載回到Android移動終端。步驟7 :對下載的數(shù)據(jù)進行解析處理，并顯示結(jié)果。服務(wù)器將對請求連接請求進行驗證，只有通過驗證才能夠進行下載。下載完成后，客戶端將解析返回的文件，提取出有用的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)所在文件的時間信息一同存儲于程序自己新建的一個SQLite數(shù)據(jù)庫中。然后將這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一組織后，以列表形式將結(jié)果顯示在屏幕上。對下載的數(shù)據(jù)進行解析處理，步驟如下
步驟7. I :在可下載文件列表中選擇任意一個文件，Android移動終端應(yīng)用程序通過網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器下載該文件；步驟7. 2 :緩存下載返回的字節(jié)流到一個字符數(shù)組；
步驟7. 3 :將緩存字節(jié)流的字符數(shù)組重新構(gòu)造成一個字符串變量；
步驟7. 4 :循環(huán)遍歷該字符串變量，根據(jù)關(guān)鍵字提取出所取數(shù)據(jù)；
步驟7. 5 :將提取出的數(shù)據(jù)和其所在文件的文件名以及記錄數(shù)據(jù)時的時間信息一同寫入程序的數(shù)據(jù)庫中；
步驟7. 6 :新建一個界面，以列表的形式顯示提取出的數(shù)據(jù)。有益效果
本發(fā)明方法配置方便、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。通過本方法無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將經(jīng)過PC服務(wù)器這個中間設(shè)備與Android移動終端相連接，使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的利用和監(jiān)測更加方便靈活；而且對于遠程移動控制無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供了一個可行的方案。


圖I本發(fā)明實施例無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖； 圖2本發(fā)明實施例無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互系統(tǒng)工作流程 圖3本發(fā)明實施例無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互方法流程 圖4 本發(fā)明實施例無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互方法中下載處理數(shù)據(jù)解析流程
圖5本發(fā)明實施例無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互方法中無線傳感器節(jié)點程序流程
圖6本發(fā)明實施例無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互方法中串口監(jiān)聽程序流程 圖7本發(fā)明實施例無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互方法中Android終端應(yīng)用程序流程圖。
具體實施例方式結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式做詳細說明。本發(fā)明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖I所示，一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互系統(tǒng)，包括無線傳感器終端節(jié)點、無線傳感器匯聚節(jié)點、計算機和移動終端。無線傳感器終端節(jié)點和無線傳感器匯聚節(jié)點組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，本實施例選擇三個無線傳感器節(jié)點，其中兩個為無線傳感器終端節(jié)點，一個為無線傳感器匯聚節(jié)點，各節(jié)點均選用型號為WG-M2430的傳感器，無線傳感器終端節(jié)點在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中通過ZigBee協(xié)議進行自組織，并監(jiān)測和采集彼此所在位置的信號強度數(shù)據(jù)即RSSI，然后將RSSI數(shù)據(jù)發(fā)送給無線傳感器匯聚節(jié)點。無線傳感器匯聚節(jié)點創(chuàng)建初始化一個網(wǎng)絡(luò)，接受無線傳感器終端節(jié)點的加入和收集其發(fā)送來的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)通過串口通訊發(fā)送給作為交互中間單元的計算機。計算機作為一個交互的中間單元，安裝并配置有Web應(yīng)用服務(wù)器，本例中，選用配置為WindowsXP系統(tǒng)，2G內(nèi)存，2. 2G主頻，T4400CPU的計算機，選擇Tomcat服務(wù)器作為Web應(yīng)用服務(wù)器，建立一個WSN文件夾即名為WSN的web項目，并對其進行配置，配置過程即為新建編寫WEB-INF. xml文件；計算機用于緩存無線傳感器匯聚節(jié)點通過串口發(fā)送來的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)緩存到一定大小時，在配置好的Web應(yīng)用服務(wù)器中進行文件保存，并更新記錄保存文件屬性信息的XML文件。Tomcat服務(wù)器的配置過程為I、從Apache官方網(wǎng)站下載一個6. O版本以上的Tomcat ;2、安裝Tomcat ;3、安裝完畢后，配置Tomcat的環(huán)境變量；4、打開瀏覽器輸入http://Iocalhost:8080,若進入Tomcat主頁則證明Tomcat配置成功。移動終端選用的是摩托羅拉里程牌一代Android2. I手機作為移動終端，該移動終端通過無線網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)HTTP協(xié)議下載作為交互中間單元的計算機中保存的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的文件，并對文件進行解析處理，提取出文件中的RSSI數(shù)據(jù)、終端節(jié)點的地址以及終端節(jié)點到達匯聚節(jié)點所經(jīng)過的另一個終端節(jié)點的地址，然后對這些數(shù)據(jù)進行保存顯示。
本發(fā)明系統(tǒng)的工作流程，如圖2所示，匯聚節(jié)點創(chuàng)建一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，終端節(jié)點通過ZigBee協(xié)議組織加入這個網(wǎng)絡(luò)，然后終端節(jié)點采集自身的RSSI數(shù)據(jù)并向匯聚節(jié)點發(fā)送該數(shù)據(jù)；匯聚節(jié)點接收到終端節(jié)點發(fā)送來的數(shù)據(jù)后通過串口通訊發(fā)送到計算機串口，計算機作為交互中間單元其串口監(jiān)聽程序開始緩存讀入的數(shù)據(jù)，待緩存100組數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)保存到Tomcat服務(wù)器中并修改服務(wù)器中的文件屬性信息的XML文件，加入新保存的文件的屬性信息；Android移動終端通過Http協(xié)議無線訪問服務(wù)器，下載解析服務(wù)器中保存文件屬性信息的XML文件，獲取可下載的文件列表后，由用戶自主選擇下載文件，然后對于用戶下載的文件進行解析，提取出終端節(jié)點地址、終端節(jié)點到達匯聚節(jié)點所經(jīng)過的另一個終端節(jié)點的地址以及RSSI數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)進行保存和顯示。本發(fā)明系統(tǒng)進行無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互方法，流程如圖3所示，包括以下步驟
步驟I :初始化無線傳感器節(jié)點，使其能夠通過集成的ZigBee協(xié)議棧進行無線通訊；首先初始化無線傳感器節(jié)點的硬件配置，具體包括協(xié)議棧初始化、芯片初始化、串口信 息初始化、中斷開啟、LED初始化；然后設(shè)置該節(jié)點是匯聚節(jié)點還是終端節(jié)點，若是匯聚節(jié)點則初始化一個網(wǎng)絡(luò)，繼而初始化應(yīng)用層無線協(xié)議收發(fā)數(shù)據(jù)，然后循環(huán)開始收發(fā)數(shù)據(jù)，直到人為進行硬件復(fù)位或者電池沒電才停止收發(fā)數(shù)據(jù)；若是終端節(jié)點則加入一個匯聚節(jié)點初始化的網(wǎng)絡(luò)，然后初始化應(yīng)用層無線協(xié)議收發(fā)數(shù)據(jù)，接著判斷是否加入網(wǎng)絡(luò)成功，如果成功則向匯聚節(jié)點發(fā)送自己采集到的數(shù)據(jù)，假如失敗則等待2秒，再次嘗試加入網(wǎng)絡(luò)，直到成功為止。和匯聚節(jié)點一樣，終端節(jié)點也是直到人為進行硬件復(fù)位或者電池沒電才停止收發(fā)數(shù)據(jù)。將節(jié)點程序流程如圖5所示，程序分別下載到各個節(jié)點芯片中，在下載的過程中，可以選擇將節(jié)點設(shè)置為匯聚節(jié)點或者終端節(jié)點，具體參照廠家建議的開發(fā)環(huán)境所提供的解決方法來選擇。步驟2 :將無線傳感器匯聚節(jié)點布置好，開啟電源，啟動無線傳感器匯聚節(jié)點，即無線傳感器匯聚節(jié)點創(chuàng)建一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN ；
將傳感器節(jié)點布撒在規(guī)劃好的位置，本例中是將兩個終端節(jié)點布撒在一個房間室內(nèi)的兩個對角角落里，匯聚節(jié)點通過串口線與計算機相連；開啟電源，程序開始運作，節(jié)點將自動組成網(wǎng)絡(luò)。步驟3 :各無線傳感器終端節(jié)點隨機布置在室內(nèi)，開啟電源，各無線傳感器終端節(jié)點開始工作，即加入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實時采集自身所在位置的RSSI數(shù)據(jù)，并通過ZigBee協(xié)議發(fā)送到無線傳感器匯聚節(jié)點；
步驟4 :無線傳感器匯聚節(jié)點通過串口通訊將收到的RSSI數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機串口 ； 步驟5 :啟動Web應(yīng)用服務(wù)器和串口監(jiān)聽程序；
在PC機上安裝配置Tomcat服務(wù)器并編寫調(diào)試串口監(jiān)聽程序，串口監(jiān)聽程序流程如圖6所示
步驟5. I :獲取計算機端口列表；
步驟5. 2 :根據(jù)端口列表獲得端口 ID ；
步驟5. 3 :依次對端口列表內(nèi)的每個端口 ID判斷該端口是否是串口 是，則繼續(xù)判斷該串口是否為匯聚節(jié)點指定的串口，執(zhí)行步驟5. 4 ;否則返回步驟5. 2，判斷下一個端口 ；
步驟5.4 :若為指定串口，則打開該串口，進行串口配置；否則返回步驟5.2 ;串口配置具體為設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位和匯聚節(jié)點通過串口通訊發(fā)送的數(shù)據(jù)設(shè)置一致；完成配置后，程序進入等待狀態(tài)。步驟5.5 :進行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送，接收完畢，將數(shù)據(jù)寫入自定義文件夾。匯聚節(jié)點將數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚渲煤玫闹付ù?，?dāng)傳入的數(shù)據(jù)到達末尾或者到達一定長度時，程序自動在完成配置后，程序進入等待狀態(tài)，直到匯聚節(jié)點將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆摱丝?，然后程序開始緩沖傳入的數(shù)據(jù)，當(dāng)傳入的數(shù)據(jù)到達末尾或者達到一定的長度時，程序自動在Tomcat服務(wù)器的webapps文件夾中設(shè)定新建的WSN文件夾中，新建一個以當(dāng)前時間為文件名的文件，并將從串口讀取到的文件寫入該文件進行保存，同時修改記錄WSN文件夾中記錄文件屬性信息的lists, xml文件。本發(fā)明設(shè)定的是接收100組輸入數(shù)據(jù)，串口監(jiān)聽程序緩存100組讀入數(shù)據(jù)后，自動將其保存到服務(wù)器的WSN文件夾下，并修改WSN文件夾中記錄文件屬性信息的lists, xml文件；
步驟6 :啟動Android移動終端應(yīng)用程序,連接服務(wù)器成功后，下載解析lists, xml文件，獲取服務(wù)器中可下載的文件列表；
針對Android移動終端進行Android移動終端應(yīng)用程序開發(fā)，Android移動終端應(yīng)用程序的流程如圖7所示進入程序主菜單后，可以選擇下載新的數(shù)據(jù)，也可以查看以往的歷史記錄；選擇下載后，通過運營商提供的無線網(wǎng)絡(luò)，程序通過Http協(xié)議以及服務(wù)器的IP地址和對應(yīng)的服務(wù)器內(nèi)的文件夾即WSN這個文件夾去查找上次下載結(jié)束后，新增加的文件，自主選擇將它們下載回到Android移動終端。步驟7 :對下載的數(shù)據(jù)進行解析處理，并顯示結(jié)果。服務(wù)器將對請求連接請求進行驗證，只有通過驗證才能夠進行下載。下載完成后，客戶端將解析返回的文件，提取出有用的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)所在文件的時間信息一同存儲于程序自己新建的一個SQLite數(shù)據(jù)庫中。然后將這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一組織后，以列表形式將結(jié)果顯示在屏幕上。對下載的數(shù)據(jù)進行解析處理，如圖4所示，步驟如下
步驟7. I :在可下載文件列表中選擇任意一個文件，Android移動終端應(yīng)用程序通過網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器下載該文件；
步驟7. 2 :緩存下載返回的字節(jié)流到一個字符數(shù)組；
步驟7. 3 :將緩存字節(jié)流的字符數(shù)組重新構(gòu)造成一個字符串變量；
步驟7. 4 :循環(huán)遍歷該字符串變量，根據(jù)關(guān)鍵字提取出所取數(shù)據(jù)；
步驟7. 5 :將提取出的數(shù)據(jù)和其所在文件的文件名以及記錄數(shù)據(jù)時的時間信息一同寫入程序的數(shù)據(jù)庫中；
步驟7. 6 :新建一個界面，以列表的形式顯示提取出的數(shù)據(jù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、計算機和Android移動終端的協(xié)調(diào)工作流程是在PC機上安裝配置Tomcat服務(wù)器；向無線傳感器節(jié)點下載程序，開啟電源布設(shè)到指定位置，并將匯聚節(jié)點用一根串口線和PC機相連接；啟動PC機的串口監(jiān)聽程序；啟動Tomcat服務(wù)器，使其始終處于運行狀態(tài)，移動終端可以隨時隨地在網(wǎng)絡(luò)允許的情況下訪問服務(wù)器，完成對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的獲得，然后對數(shù)據(jù)進行解析處理后將最終的結(jié)果顯示在屏幕上。
權(quán)利要求
1.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互系統(tǒng)，其特征在于包括無線傳感器終端節(jié)點、無線傳感器匯聚節(jié)點、計算機和移動終端； 所述無線傳感器終端節(jié)點至少兩個，無線傳感器匯聚節(jié)點至少ー個； 所述無線傳感器終端節(jié)點和無線傳感器匯聚節(jié)點組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，各節(jié)點通過ZigBee協(xié)議進行自組織；無線傳感器終端節(jié)點實時采集自身所在位置的信號強度數(shù)據(jù)即RSSI，然后將RSSI數(shù)據(jù)發(fā)送給無線傳感器匯聚節(jié)點，無線傳感器匯聚節(jié)點通過串ロ將RSSI數(shù)據(jù)傳輸至計算機； 所述計算機，配置有Web應(yīng)用服務(wù)器，建立ー個自定義文件夾并對其進行配置，計算機緩存無線傳感器匯聚節(jié)點通過串ロ發(fā)送來的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)緩存到一定大小時，在配置好的Web應(yīng)用服務(wù)器中進行文件保存，并更新記錄保存文件屬性信息的文件； 所述移動終端為Android移動終端，通過無線網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)HTTP協(xié)議下載計算機中保存的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的文件，并對文件進行解析處理，提取出文件中的RSSI數(shù)據(jù)、終端節(jié)點的地址以及終端節(jié)點到達匯聚節(jié)點所經(jīng)過的另ー個終端節(jié)點的地址，對這些數(shù)據(jù)進行保存顯示。
2.采用權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)進行無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互的方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I :初始化無線傳感器節(jié)點，使其能夠通過集成的ZigBee協(xié)議棧進行無線通訊；步驟2 :無線傳感器匯聚節(jié)點布置好，開啟電源，啟動無線傳感器匯聚節(jié)點，即無線傳感器匯聚節(jié)點創(chuàng)建ー個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN ； 步驟3 :各無線傳感器終端節(jié)點隨機布置在室內(nèi)，開啟電源，各無線傳感器終端節(jié)點開始工作，即加入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實時采集自身所在位置的RSSI數(shù)據(jù)，并通過ZigBee協(xié)議發(fā)送到無線傳感器匯聚節(jié)點； 步驟4 :無線傳感器匯聚節(jié)點通過串ロ通訊將收到的RSSI數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機串ロ ； 步驟5 :啟動Web應(yīng)用服務(wù)器和串ロ監(jiān)聽程序； 步驟6 :啟動Android移動終端應(yīng)用程序，連接服務(wù)器成功后，下載解析自定義文件，獲取服務(wù)器中可下載的文件列表； 步驟7 :對下載的數(shù)據(jù)進行解析處理，并顯示結(jié)果。
3.如權(quán)利要求2所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互的方法，其特征在于步驟5中所述的串ロ監(jiān)聽程序，具體按以下步驟進行 步驟5. I :獲取計算機端ロ列表； 步驟5. 2 :根據(jù)端ロ列表獲得端ロ ID ； 步驟5. 3 :依次對端ロ列表內(nèi)的每個端ロ ID判斷該端ロ是否是串ロ 是，則繼續(xù)判斷該串ロ是否為匯聚節(jié)點指定的串ロ，執(zhí)行步驟5. 4 ;否則返回步驟5. 2，判斷下一個端ロ ； 步驟5.4 :若為指定串ロ，則打開該串ロ，進行串ロ配置；否則返回步驟5.2 ; 串ロ配置具體為設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位和匯聚節(jié)點通過串ロ通訊發(fā)送的數(shù)據(jù)設(shè)置一致；完成配置后，程序進入等待狀態(tài)； 步驟5. 5 :進行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送，接收完畢，將數(shù)據(jù)寫入自定義文件夾。
4.如權(quán)利要求2所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互的方法，其特征在于步驟7中所述的對下載的數(shù)據(jù)進行解析處理，步驟如下步驟7. I :在可下載文件列表中選擇任意ー個文件，Android移動終端應(yīng)用程序通過網(wǎng)絡(luò)從Web應(yīng)用服務(wù)器下載該文件； 步驟7. 2 :緩存下載返回的字節(jié)流到ー個字符數(shù)組； 步驟7. 3 :將緩存字節(jié)流的字符數(shù)組重新構(gòu)造成一個字符串變量； 步驟7. 4 :循環(huán)遍歷該字符串變量，根據(jù)關(guān)鍵字提取出所取數(shù)據(jù)； 步驟7. 5 :將提取出的數(shù)據(jù)和其所在文件的文件名以及記錄數(shù)據(jù)時的時間信息一同寫 入程序的數(shù)據(jù)庫中； 步驟7. 6 :新建ー個界面，以列表的形式顯示提取出的數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端交互系統(tǒng)及方法，涉及信息技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)包括無線傳感器終端節(jié)點、無線傳感器匯聚節(jié)點、計算機和移動終端；無線傳感器終端節(jié)點至少兩個，無線傳感器匯聚節(jié)點至少一個無線傳感器終端節(jié)點和無線傳感器匯聚節(jié)點組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，各節(jié)點通過ZigBee協(xié)議進行自組織；計算機配置有Web應(yīng)用服務(wù)器，移動終端為Android移動終端。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測和采集的數(shù)據(jù)通過串口傳送到計算機，數(shù)據(jù)保存到Web應(yīng)用服務(wù)器；移動終端下載無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)并進行處理。通過本方法無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將經(jīng)過服務(wù)器這個中間設(shè)備與Android移動終端相連接，實現(xiàn)移動終端對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠程監(jiān)測利用。
文檔編號H04W84/18GK102664956SQ20121012832
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者孫夏, 王昊, 賈子熙, 賈小龍, 陳默 申請人:東北大學(xué)