需求分析报告书-基于zigBee的温度监测系统设计与实现

基于ZIGBEE的温度监测系统设计与实现需求分析报告书总页数8正文6附录无生效日期20131205编制审批南昌航空大学东软班需求分析报告书版本010修改履历修改编号日期修改人版本号修改内容1VER010初始做成南昌航空大学东软班需求分析报告书版本010目录1引言411编写目的412项目背景42任务概述421开发目标应用目标422运行环境423条件与限制424关键词43功能要求431功能划分432系统结构及功能描述533备注54性能要求541时间特性542显示特性55运行要求551界面552基本操作553显示要求56扩展需求分析5南昌航空大学东软班需求分析报告书版本0101引言11编写目的编写目的此文档的编写目的有如下几点1再次确定完成本项目的意义及可行性分析，计算需要完成工作量大小；2进一步定制软件开发的细节问题,便于用户与开发商协调工作；3具体化该项目的功能，便于软件的开发流程实施；4本文档主要面向项目开发人员，为开发人员的工作提供依据；5本文档为测试人员的功能测试和集成测试以及测试用例的编写提供依据。12项目背景项目背景随着生产技术的提高,环境温度指标越来越多的影响到生产效率、能源消耗和生活水平。不管是工业、农业、军事及气象领域,还是日常生活环境,都需要对温度进行监测。因而,设计可靠且实用的温度采集系统显得非常重要。在传统的温度采集系统中,节点一般采用有线连接方式,布线繁琐,扩展性和可移植性较差。尤其对于广阔空间环境中的温度采集,如果采用有线方式其成本和功耗都比较高。ZIGBEE的出现是无线通讯市场持续繁荣的有力保障。ZIGBEE是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据802154标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。一般而言，随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加。相对于现有的各种无线通信技术，ZIGBEE技术将是最低功耗和成本的技术。同时由于ZIGBEE技术的低数据速率和通信范围较小的特点，也决定了ZIGBEE技术适合于承载数据流量较小的业务。所以ZIGBEE联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等。虽然ZIGBEE应用越来越多，芯片出货量也连年递增，但总体来说，ZIGBEE市场仍然处于起步探索阶段，还没有真正上量起飞，主要表现在在于可应用的终端商用产品还多处于研发阶段，真正上市的不多，具有典型应用的方向和领域便少，点对点的应用较多，体南昌航空大学东软班需求分析报告书版本010现ZIGBEE优势的网状网络应用少，缺乏体现ZIGBEE大型组网应用。虽然ZIGBEE在艰难中前进，但未来整个ZIGBEE产品还是值得我们期待，从技术标准层面上来看，未来ZIGBEE将紧密迎合物联网大概念方向趋势的发展，努力扮演好传输层界面上的角色，在ZIGBEE联盟的推动下，ZIGBEE技术将朝着开发SOC片上系统，更多规范，于IPV6结合，更廉价，更省电，更快速等方向发展。从应用领域和方向方面来看，ZIGBEE完全有机会开拓在目前大然的智能手机领域中的应用，目前智能手机领域里短距离数据传输主要是通过蓝牙方式来实现，但相比于蓝牙，ZIGBEE的低功耗更具有优势，2节5号干电池可支持1个节点工作624个月，甚至更长，相比较，蓝牙能工作数周，WIFI只能工作数小时。毫无疑问，在大力推广物联网技术的今天，ZIGBEE符合现代人高效，节能，环保的生活标准，这些特点将会使它拥有广阔的发展前景。2任务概述21开发目标开发目标应用目标应用目标开发目标完成一个简单的在基于ARM的开发平台上设计基于ZIGBEE的温度检测系统，用以实现对分散节点的温度采集和采集后的温度实时显示。应用目标希望能把成果物运用到农业，工业，军事等领域。用以对需要检测温度的环境里实现各个散节点的温度监测。22运行环境运行环境硬件环境处理器ARMCORTEXM0系列的LPC1114微控制器无线温度传感器DHT11ZIGBEE模块QAZ2000透传模块软件环境ARM编译器为KEILUVISION4ZIGBEE编译器为IAR23条件与限制条件与限制ARM显示器上显示的是相对应的每个子节点的温度，由于ARM显示器的尺寸较小，所以能显示的子节点温度也比较少。因为子节点的电源线是USB接口，所以在某些场所限制了子节点的扩充。南昌航空大学东软班需求分析报告书版本01024关键词关键词嵌入式ARMCORTEXM0ZIGBEEDHT11QAZ2000透传模块CC25303功能要求31功能划分功能划分模块名称功能要求功能说明温度采集节点采集节点处的温度该模块的功能是采集节点处的温度，把采集到的数据传给ARM处理器处理。ZIGBEE数据无线传输模块无线传输经由ARM处理器处理后的数据ZIGBEE分为路由器和协调器，路由器为分散节点处的数据发送端口，协调器为主节点处的数据接收端口。ARM数据处理模块处理接收到的数据ARM数据处理模块分两部分，一部分是处理温度传感器模块采集到的数据；第二部分是处理有协调器传输来的数据。图像显示模块显示经由ARM处理器处理后数据所绘成的图像显示器的功能是显示图表，而图表的数据是由温度传感器采集到的温度经由ARM处理器处理后的南昌航空大学东软班需求分析报告书版本01032系统结构及功能描述系统结构及功能描述33备注备注无4性能要求41时间特性时间特性上机位接收串口数据的读超时的时间设定及写超时的时间设定与传输的比特率和传输的数据字节数有关，要多次测试，找出较为恰当的值，以达到时间的最高利用效率。数据在ZIGBEE的无线网络中的数据传输有延时。读ARM机上的文件有时间要求。南昌航空大学东软班需求分析报告书版本01042显示特性显示特性能显示各子节点采集到的温度；当子节点温度变化时，相对应的显示器上该子节点的温度能及时相应变化；当子节点去除后，显示器上相对应的数据能初始化。5运行要求51基本操作基本操作正确连接协调器与ARM显示器；AR