《物联网应用综合实训》课件-项目4网络传输层连接与配置

延时文字项目四：网络传输层连接与配置物联网应用综合实训项目概述小童在电脑上通过智能社区软件直接对家里其它房间进行实时监控，或者获直接控制家里的电器设备。他对此非常好奇，为什么电脑并没有直接连接网络摄像头和串口服务器，但是可以获取相关的信息，下达指令。学习目标延时符了解局域网概念；掌握ip地址分配；了解端口概念；能够在物联网智慧社区实训平台中，搭建无线局域网，并对各终端设备的网络参数进行配置。掌握网络摄像头配置；了解串口服务器概念；掌握串口服务器配置；延时符任务一：设置无线局域网延时符任务描述通过无线路由器，建立和配置本地无线局域网，并分配各设备ip。任务实施

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)通过网线连接路由器网口，在浏览器地址栏上输入“192.168.1.1”，输入默认用户名和密码“admin”，进入路由器设置界面（如图4-1）。

图4-1进入设置向导任务实施2

)点击左边“设置向导”，再点击“下一步”（如图4-1）。

图4-1进入设置向导任务实施

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)根据上网方式进行选择，默认选择“动态IP”，点击“下一步”（如图4-2）。

图4-2选择模式任务实施4

)在无线状态选择“开启”，在SSID设置无线网络名称，为了保障无线网络安全，开启无线安全，选择“WPA-PSK/WPA2-PSK”,在PSK密码输入要设置的密码，最后点击“下一步”（如图4-3）。图4-3无线网络基本参数设置任务实施5

)点击“完成”退出向导（如图4-4）。图4-4设置完成任务实施6.点击左边“网络参数”中的“LAN设置”，可进行网络地址更改，根据工作台后进行设置，IP地址设置为192.168.【工位号】.1（如图4-5）。图4-5IP地址修改任务实施调查几个小区的智能居家系统，了解系统内各个设备设施的安装和使用情况，将结果进行记录，并做相应的比较。相关知识局域网就是将某一区域内的大量个人计算机及各种设备互连在一起，实现数据传输和资源共享的计算机网络。无线局域网是利用射频的技术，使用电磁波，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线所构成的局域网络。连接各局域网的设备为路由器，根据唯一IP地址寻找对应的设备。IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”。每个IP地址有网络地址和主机地址两部分组成。同一物理子网的所有主机和网络设备的网络地址是相同的。而对于不同物理网络上的主机和网络设备而言，其网络地址是不同的。不同的工作台是不同的局域网，在此为一个局域网提供一个C类IP地址段，可以根据工位号进行网络地址设置，则网络地址设为192.168.【工位号】.x。后面x范围可设置从1到254，分配给连接到本地局域网上的设备。延时符相关知识各设备的ip地址分配可参考表4-1表4-1IP地址分配延时符相关知识各设备的拓扑结构可参考图4-6。

图4-6局域网拓扑结构延时符能力拓展IPv4是互联网协议（InternetProtocol，IP）的第四版本，也是现在被广泛使用，现在网络协议的基础。IPv4中所规定的IP地址长度为32，即有2^32-1个地址。Internet委员定义了5种IP地址类型以适应不同类型的网络，即A类—E类。A类网络地址数量较少，有126个网络，每个网络可以容纳主机数1600多万台。B类地址适用于中等规模网络，有16384网络，每个网络最大容纳数能达到6万多台。C类网络地址数量最多，有209万多个网络，应用于小规模的局域网络，每个网络仅能容纳254台计算机。D类地址用于多播（一对多通信）。而E类地址保留为以后使用。随着互联网快速发展，IPv4定义的有限地址空间即将被分配完，为了大量增加地址数量，通过IPv6重新定义地址空间。IPv6采用128位地址长度，地址空间增大了2的96次方倍，几乎不受限制。并且考虑了在IPv4中解决不好的其他的问题，主要有端到端IP连接、服务质量（Qos）、安全性、多播、移动性、即插即用等。延时符任务二：配置网络摄像头延时符任务描述配置摄像头，通过本地局域网络连接电脑，电脑可使用WEB网页访问摄像头。任务实施1）打开安装软件“”，选择安装语言，点击“确定”（如图4-7）。

图4-7语言选择任务实施2）直接点击下一步（如图4-8），进入下一环节。

图4-8进入安装向导任务实施3）如若直接安装在默认路径下，可直接点击“下一步”（如图4-9）；或点击“浏览”，选择相应的路径后，再点击“下一步”。图4-9文件位置选择任务实施4）设置菜单文件夹，若将快捷方式直接放置在当前名称下，可直接点击“下一步”（如图4-10）；或选择放置在其他文件夹内，点击“浏览”，选择其他文件，然后点击“下一步”。图4-10快捷方式位置选择任务实施5）直接点击“安装”（如图4-11），即可完成安装。图4-11开始安装任务实施。6）打开开始栏已安装好的7）可刷新获取摄像头IP,在“基本信息”（如图4-11）中可对IP地址等信息进行修改，根据之前分配好的地址，将IP地址改为192.168.【工位号】.4，网关设为192.168.【工位号】.1，网段设置为255.255.255.0。这里注意:一定要将摄像头基本信息中的端口设置为80，因为网页打开的默认端口是80，如果摄像头没有设置，需要在访问摄像头的链接地址加上80，但应用程序的地址并没有包含端口地址，所以要把摄像头端口改为80，否则无法连接上。修改后，点击“设置”，摄像头设置成功。任务实施。这里注意:一定要将摄像头基本信息中的端口设置为80，因为网页打开的默认端口是80，如果摄像头没有设置，需要在访问摄像头的链接地址加上80，但应用程序的地址并没有包含端口地址，所以要把摄像头端口改为80，否则无法连接上。修改后，点击“设置”，摄像头设置成功。图4-12摄像头基本参数设置任务实施8）通过web方式输入摄像头链接地址：192.168.14.100，打开摄像头的网页设置界面（如图4-13）。图4-13进入摄像头网页任务实施9）点击设置图标，进行设置（如图4-15）。图4-15设置选择任务实施10）选择图4-14的无线网络设置，进入图4-16。图4-16无线网络设置相关知识“端口”是英文port的意译，可以认为是设备与外界通讯交流的出口。端口可分为虚拟端口和物理端口，其中虚拟端口指计算机内部或交换机路由器内的端口，不可见。例如计算机中的80端口、21端口、23端口等。物理端口又称为接口，是可见端口，计算机背板的RJ45网口，交换机路由器集线器等RJ45端口。电话使用RJ11插口也属于物理端口的范畴。如果说IP地址是房屋地址，那么端口就是进入房屋的门。一般房屋只有几个门，但是一个IP地址有很多端口。端口是通过端口号来标记的，端口号只有整数，范围是从0到65535（2^16-1）。延时符能力拓展网络传输分为TCP（TransmissionControlProtocol,传输控制协议）和UDP（UserDataProtocol,用户数据报协议），查阅相关资料了解两种传输方式的特点，判断网络视频数据采用哪种传输协议，并写明理由。

延时符任务三：搭建串口服务器延时符任务描述任务为搭建串口服务器。配置串口服务器对应参数，可通过串口服务器获取串口设备信息或下达命令。任务实施1）打开串口服务器中“中金TS产品驱动”文件，安装驱动请点击，出现图4-17。图4-17安装程序启动界面任务实施2）点击“Next”按钮，出现图4-18，选择默认安装路径，可直接点击Next，如需更换安装路径点击“Browse..”,选择好你指定的目录后，再点击“Next”。图4-18安装程序文件位置设置任务实施3）出现图4-19，点击“Install”，进入图4-20进行安装。图4-19安装程序任务实施4）出现图4-21，点击“Finish”完成安装，桌面上会自动生成图标。图4-21完成安装任务实施5）在图4-23点击扫描，可以获取到局域网中的串口服务器的IP地址；点击虚拟串口，配置虚拟串口IP跟COM端口。图4-23获取串口服务器任务实施6）打开浏览器，输入192.168.0.200进入到串口服务器的后台（如图4-24），点击快速设置如图所示，可在IP地址栏设置相应的IP地址，如192.168.【工位号】.7。同时改变相应的IP地址时要改变网关，网关为192.168.【工位号】.1。图4-24串口服务器快速设置步骤一任务实施7）设置后进入“step2”（如图4-25），在串口选择中，要点击每个串口进入来进行更改。串口选择中1、2、3、4分别代表1234串口，这里要注意下，根据串口服务器连接的模块不同，波特率的选择也不同。主要是：模拟量、数字量接入时，波特率为9600；作为zigbee模块的协调器接入时，波特率为38400；超高频RFID模块接入时，波特率为57600；LED显示屏接入时，波特率为9600。任务实施图4-25串口服务器快速设置步骤二任务实施8）点击进入“step3”（如图4-26），在“应用模式”中进行设置。将连接模式为“RealCOM”，连接数设为最大“8”；将以上参数应用于——串口选择中勾选“ALL”；图4-26串口服务器快速设置步骤三任务实施9）点击确定，串口服务器进行重启（如图4-27）。图4-27完成设置相关知识串口服务器基于TCP/IP的串口数据流传输，能连接多个串口，选择和处理串口数据流，将来自传统的串口数据转化成IP端口的数据或者也可将来自TCP/IP协议的数据包，解析为串口数据流。串口服务器完成的是一个面向连接的TTL串口或者RS232/RS485/RS422链路和面向无连接以太网之间的通讯数据的存储控制，系统对各种数据进行处理，处理来自串口设备的串口数据流，并进行格式转换，使得成为能在以太网中传播的数据帧；对来自以太网的数据帧进行判断，并转换成串行数据送达响应的串口设备。在实际应用当中，串口服务器完成是将TCP/IP协议的以太网接口映射为Windows操作系统下的一个标准串口，应用程序可以像对普通串口一样对其进行收发和控制，比如一般计算机有两个串口，COM1和COM2，通过串口服务器可将其上面的串口映射为COM3，COM4，COM5等。延时符能力拓展串口通信会采用波特率来计算传输速度，查阅相关资料了解波特率与比特率的关系。

延时符任务四：烧写zigbee组网配置延时符任务描述安装烧写工具软件，根据需要选择烧写器与zigbee连接方式，成功烧写程序。任务实施1）找到SmartRFFlashProgrammer烧写工具软件Setup_SmartRFProgr_1.10.2.exe，双击进行安装，如图4-28所示。图4-28双击SmarRFFlashProgrammer烧写工具软件任务实施图4-29设置安装目录2）点击“next”，设置安装目录，如图4-29所示。任务实施图4-30设置安装模式3）点击“next”，选择“complete”模式，如图4-30所示。任务实施图4-31连接zigbee与烧写器4）点击“install”，执行安装，安装完成，桌面生成SmarRFFlashProgrammer图标。5）将zigbee与烧写器相连，烧写器通过USB与电脑连接。zigbee底板供电是5V电源，一定不要接错了电源，一旦接了12V的，底板将烧得冒烟，下载电缆有红色边条的朝天线方向如图4-31所示。任务实施图4-32发现ZIGBEE下载代码成功6）运行SmartRFFlashProgrammer程序，按烧写器上的复位键找到ZIGBEE，选择正确下载代码，点击下载按钮，直到下载条走完，显示下载成功如图4-32所示。任务实施7）打开协调器主板上电源，使用公母串口线将zigbee连接到PC上，打开PC端上的Zigbee组网参数设置软件进行zigbee配置，打开配置工具，选择COM1口打开，读取当前连接到的zigbee信息，在这个界面可以设置、读取和修改参数设置。配置Zigbee参数时必须把协调器（如图4-33所示）、传感器（如图4-34所示）和继电器（如图4-35所示）的panID以及通道设置成同样的参数，每一个Zigbee的通道（Channel）也要设置成一样，才可以组网；注意，配置传感器时，传感器类型必须得选择四通道电流；配置继电器时，一块继电器的序列号配置为“1234”，另一块继电器的序列号配置为“0001”，不必选择传感器类型。组网时每个Zigbee模块都要接上天线，(需要注意的是如果要组在同一个网络下，组网的zigbee设备的Chancel与PANDID需要一致)。任务实施图4-33协调器设置任务实施图4-34传感器设置任务实施图4-35继电器设置相关知识Zigbee技术是一种近距离、低复杂度、低成本的无线通讯技术。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为检测节点，例如可以直接采集本身所连接的传感器，还可以作为中转器转送别的网络节点所发送的信息。除此之外