一种基于Android网关实现物联网监控的系统的制作方法

本实用新型涉及物联网研究领域，特别涉及一种基于Android网关实现物联网监控的系统。

背景技术：

自物理网概念的提出已20余年，从工业监控到智能家居，从城市管理到医疗协助，科技业界对物联网应用提出了多样化的解决方案。然而，物联网的普及速度，却没有人们想象的迅速。影响普及速度的一大原因是使用成本，在诸如Zigbee等物联网协议构建了良好的底层标准的同时，各大科技公司在开发物联网市场时，为了占据网络入口、试图建立标准，都推出了自己的物联网网关，这种模式要求用户在使用物联网前必须额外购买一个物联网网关，增加了使用成本。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于Android网关实现物联网监控的系统，实现了闲置的Android设备获得更高的使用价值，同时降低了物理联网的使用成本门槛。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种基于Android下实现物联网监控的系统，系统结构包括：包括用于收集传感器节点采集数据的无线传感器网络构架、用于接收无线传感器模块发送数据的Android网关、用于构建无线局域网的路由器、以及通过局域网访问位于Android网关上的Web的客户端群；所述无线传感器网络构架通过路由器分别与Android网关、客户端群连接；所述无线传感器网络构架收集传感器节点采集数据后，将收集到的数据转送给Android网关，Android网关接受客户端群发出的操作指令并依据指令控制无线传感器模块，客户端群通过局域网访问位于Android网关上的Web，通过访问该Web实现无线传感器模块的监控。

优选地，所述开发板采用CC2530，所述无线传感器网络构架配置3块开发板，每块开发板均自带天线。

优选地，所述传感器节点包括温湿度传感器、气体传感器和光敏热敏传感器；所述温湿度传感器采用DHT11；所述气体传感器采用MQ-2。

优选地，所述串口传输模块采用USR-WIFI232-B。

优选地，所述路由器为TP-LINK-TL-WR742N路由器。

优选地，所述Android网关采用I-Jetty容器。

优选地，所述客户端群由多个Android手机组成。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型选择了提供的一套更接近底层的协议栈，即自选协议栈，其应用位于网络层，克服了物联网中应用中ZigBee协议相对冗余的运行流程与结构的缺点。

2、本实用新型以Android手机作为物联网网关，可使用闲置的Android手机，或者有网络连接的闲置Android设备作为物联网网关，降低了物联网使用的准入门槛。

附图说明

图1为本实用新型的系统架构；

图2为本实用新型无线传感器网络构架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

本实用新型提供了一种基于Android下实现物联网监控的系统，如图1所示为本实用新型的系统架构，包括用于收集传感器节点采集数据的无线传感器网络构架、用于接收无线传感器模块发送数据的Android网关、用于构建无线局域网的路由器、以及通过局域网访问位于Android网关上的Web的客户端群；所述无线传感器网络构架通过路由器分别与Android网关、客户端群连接；所述无线传感器网络构架收集传感器节点采集数据后，将收集到的数据转送给Android网关，Android网关接受客户端群发出的操作指令并依据指令控制无线传感器模块，客户端群通过局域网访问位于Android网关上的Web，通过访问该Web实现无线传感器模块的监控。

如图2所示，所述无线传感器网络构架包括开发板、多个传感器节点、入口协调器节点、继电器、以及串口传输模块，所述多个传感器节点、入口协调器节点、继电器、以及串口传输模块均与开发板连接，所述多个传感器节点均连接至入口协调器节点，所述入口协调器节点通过WIFI网络与路由器连接。

本实施例中，局域网由一台路由器组织、无线传感器网络由两个传感器节点、一个入口节点组成、Android网关由一台Android手机组成、客户端选用任意测试工具。

具体的硬件使用简介如下：

局域网结构：

TP-LINK-TL-WR742N路由器一台，为常见路由器。

无线传感器网络构架：

1、七星虫CC2530开发板：共三套，自带天线。其特性如下：

(1)、体积小，功耗小，传输距离远。

(2)、丰富的供电接口，共有3组3.3v供电口，2组5v供电口。

(3)、丰富的板上接口，有三组24个可用IO口，三个可编程按钮，五个可编程LED灯。

(4)支持STA+AP两种模式。

2、DHT11温湿度传感器：温度、湿度数据采集精度为个位。其特征如下：

(1)、供电电压：3.3～5.5v。

(2)、输出：单总线数字信号。

(3)、测量范围：湿度20-90％Rh，温度0-50摄氏度。

(4)、测量进度：湿度+-5％Rh，温度+-2摄氏度。

3、MQ-2气体传感器：检测个类可燃气体浓度，达到危险值时返回布尔值。其特征如下：

(1)、双路信号输出、具有信号输出指示。

(2)、工作电压5VDC，模拟量输出0～5V电压。

(3)、对液化气、丁烷、甲烷、烟雾灯油良好的灵敏度。

(4)、具有快速响应恢复特性。

4、光敏热敏传感器：检测光照强度，当强度达到阈值时返回布尔值，较为常见建议的模块，不再详细赘述。

5、继电器：3.3V供电，GPIO引脚控制。其特征如下：

(1)、符合国际标准，控制区域与负载区域有隔离槽。

(2)、具有电源、继电器工作指示灯。

(3)、可以控制直流、交流信号，可控制220V交流负载。

6、USR-WIFI232-B：TCP/IP串口转WIFI透明传输模块。其特性如下：

(1)、启动时间短：6s的启动时间，可在6s内与路由器顺利完成链接。

(2)、低功耗：供电要求为3.3v，170mA-300mA远低于市面同类模块。

(3)、TCPB功能：可以支持2路TCP访问。

7、Android手机：采用HTC手机。

8、客户端：

该结构由若干个浏览器组成，其不限制硬件平台、操作系统，兼容HTML、CSS、AJAX技术的浏览器均可以成为一个客户端。客户通过浏览器访问Android网关的IP地址的网页服务器端口，即8080端口，便可以进入到Android网关，在网页上对物联网传感器进行相关的监视、控制。

本实用新型的无线传感器网络结构的通信协议，其主要分为四个部分。对应于OSI七层模型中其主要覆盖了物理层、链路层等层级。

HAL层对物理硬件进行了抽象化，其中包括各类IO口、时钟、MCU、RF以及整体的初始化编程。

MOD层是该协议的主要部分，属于应用层，包含了串口控制、定时器控制、模数转换、PWM、等具体应用等封装函数。更重要的是定义了带有ACK功能的RF传输函数、相应系统中断、自选择回调函数处理事务的函数。

SEN目录为应用于各个硬件模块的驱动代码。

STACK为协议栈的底层部分，由ZigBee简化而来，其中物理层和媒体访问层使用了IEEE 802.15.4协议。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。