作者：廖建尚,杨尚森,等
出版社：电子工业出版社
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物联网系统综合开发与应用试读：
前言
近年来，物联网、移动互联网、大数据和云计算的迅猛发展，逐步改变了社会的生产方式，大大提高了生产效率和社会生产力。工业和信息化部发布的《物联网发展规划（2016—2020年）》总结了“十二五”规划中物联网发展所获得的成就，并分析了“十三五”期间面临的形势，明确了物联网的发展思路和目标，提出了物联网发展的6大任务，分别是强化产业生态布局、完善技术创新体系、推动物联网规模应用、构建完善标准体系、完善公共服务体系、提升安全保障能力；提出了4大关键技术，分别是传感器技术、体系架构共性技术、操作系统，以及物联网与移动互联网、大数据融合关键技术；提出了6大重点领域应用示范工程，分别是智能制造、智慧农业、智能家居、智能交通和车联网、智慧医疗和健康养老，以及智慧节能环保；指出要健全多层次多类型的物联网人才培养和服务体系，支持高校、科研院所加强跨学科交叉整合，加强物联网学科建设，培养物联网复合型专业人才。该发展规划为物联网发展指出了一条鲜明的道路，同时也表明了我国在推动物联网应用方面的坚定决心，相信物联网的规模会越来越大。
物联网系统涉及的技术有很多，从感知层到应用层都有不同的开发技术，包括微处理器的接口驱动开发技术、传感器的驱动开发技术、无线通信技术、客户端（Web端和Android端）开发技术等。本书基于短距离无线通信技术（ZigBee、BLE、Wi-Fi）和长距离无线通信技术（LoRa、NB-IoT、LTE），详细分析物联网系统的综合开发与应用。
全书采用案例式的讲解方法，利用贴近社会和生活的案例，由浅入深地介绍物联网系统的开发技术，每个案例均给出了完整的开发代码。
第1章简要介绍物联网基本概念与特征、物联网产业发展现状、物联网的应用前景，以及在物联网中常用的无线通信技术。
第2章介绍物联网的开发基础，主要内容包括物联网的开发平台、数据通信协议、智云平台的开发接口，以及Android端和Web端的开发接口及应用。
第3章通过基于ZigBee的城市环境信息采集系统、城市景观照明控制系统、智能燃气控制系统和家庭安防监控系统，全面介绍了ZigBee物联网系统的架构和应用，对每个开发案例均进行了系统架构分析与设计，设计了基于ZigBee的采集类传感器、控制类传感器和安防类传感器的驱动程序，实现了Android端和Web端的应用开发。
第4章通过基于BLE的家庭灯光控制系统和智能门禁管理系统，全面介绍了BLE物联网系统的架构和应用，对每个开发案例均进行了系统架构分析与设计，设计了基于BLE的控制类传感器和识别类传感器的驱动程序，实现了Android端和Web端的应用开发。
第5章通过基于Wi-Fi的楼宇消防控制系统和楼宇通风控制系统，全面介绍了Wi-Fi物联网系统的架构和应用，对每个开发案例均进行了系统架构分析与设计，设计了基于Wi-Fi的采集类传感器、控制类传感器和安防类传感器的驱动程序，实现了Android端和Web端的应用开发。
第6章通过基于LoRa的农业土壤调节系统和农业光照度调节系统，全面介绍了LoRa物联网系统的架构和应用，对每个开发案例均进行了系统架构分析与设计，设计了基于LoRa的采集类传感器、控制类传感器和安防类传感器的驱动程序，实现了Android端和Web端的应用开发。
第7章通过基于NB-IoT的停车收费管理系统和智能水表抄表系统，全面介绍了NB-IoT物联网系统的架构和应用，对每个开发案例均进行了系统架构分析与设计，设计了基于NB-IoT的采集类传感器、控制类传感器、安防类传感器和识别类传感器的驱动程序，实现了Android端和Web端的应用开发。
第8章通过基于LTE的仓库环境管理系统和自动化生产线计数系统，全面介绍了LTE物联网系统的架构和应用，对每个开发案例均进行了系统架构分析与设计，设计了基于LTE的识别类传感器、控制类传感器和安防类传感器的驱动程序，实现了Android端和Web端的应用开发。
本书在编写过程中，借鉴和参考了国内外专家、学者、技术人员的相关研究成果，我们尽可能按学术规范予以说明，但难免会有疏漏之处，在此谨向有关作者表示深深的敬意和谢意。如有疏漏，请及时通过出版社与我们联系。
本书的出版得到了广东省自然科学基金项目（2018A030313195）、广东省高校省级重大科研项目（2017GKTSCX021）、广东省科技计划项目（2017ZC0358）和广州市科技计划项目（201804010262）的资助。感谢中智讯（武汉）科技有限公司在本书编写过程中提供的帮助，特别感谢电子工业出版社有限公司的编辑在本书出版过程中给予的大力支持。
本书涉及的知识面较广，限于时间仓促，以及作者的水平和经验，疏漏之处在所难免，恳请专家和读者批评指正。作者2020年2月第1章 物联网及其无线通信技术
本章主要内容包括物联网概述和物联网无线通信技术。物联网短距离无线通信技术主要包括ZigBee、低功耗蓝牙（BLE）和Wi-Fi，物联网长距离无线通信技术主要包括LoRa、NB-IoT和LTE。1.1 物联网概述1.1.1 物联网的基本概念与特征
物联网（Internet of Things）是指利用各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、无线传感器、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等对现有物品信息进行感知、采集，通过网络支撑下的可靠传输技术，将各种物品信息汇入互联网，并进行基于海量信息资源的智能决策、安全保障及管理技术与服务的全球公共的信息综合服务平台。
物联网有两层含义：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上进行延伸和扩展而形成的网络；第二，物联网的用户端延伸和扩展到了任何物品，并且可以在物品之间进行信息交换和通信。因此，物联网是指运用传感器、射频识别（RFID）、智能嵌入式等技术，使信息传感设备可以感知任何需要的信息，按照约定的协议，通过可能的网络（如Wi-Fi、3G、4G）把物体与互联网连接起来进行信息交换，在物与物、物与人的泛在连接基础上，实现对物体的智能识别、定位、跟踪、控制和管理。物联网的架构如图1.1所示。
作为新一代信息技术的重要组成部分，物联网技术有三方面的特征：第一，物联网技术具有互联网的特征，接入物联网的物体要由能够实现互连互通的网络来支撑；第二，物联网技术具有识别与通信的特征，接入物联网的物体要具备自动识别和物物通信的功能；第三，物联网技术具有智能化的特征，基于物联网技术构造的网络应该具有自动化、自我反馈和智能控制的功能。图1.1 物联网的架构1.1.2 我国物联网产业发展现状
2010年10月，《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》出台，指出战略性新兴产业是国家未来重点扶持的对象，下一代通信网络、物联网、三网融合、新型平板显示、高性能集成电路和高端软件等范畴的新一代信息技术产业将是未来扶持的重点。工业和信息化部印发的《物联网“十二五”发展规划》将以下9个方面纳入重点发展领域。（1）智能工业：生产过程控制、生产环境监测、制造供应链跟踪、产品全生命周期监测，促进安全生产和节能减排。（2）智能农业：农业资源利用、农业生产精细化管理、生产养殖环境监控、农产品质量安全管理与产品溯源。（3）智能物流：建设库存监控、配送管理、安全追溯等现代流通应用系统，建设跨区域、行业、部门的物流公共服务平台，实现电子商务与物流配送一体化管理。（4）智能交通：交通状态感知与交换、交通诱导与智能化管控、车辆定位与调度、车辆远程监测与服务、车路协同控制，建设开放的综合智能交通平台。（5）智能电网：电力设施监测、智能变电站、配网自动化、智能用电、智能调度、远程抄表，建设安全、稳定、可靠的智能电网。（6）智能环保：污染源监控、水质监测、空气监测、生态监测，建立智能环保信息采集网络和信息平台。（7）智能安防：社会治安监控，危险化学品运输监控，食品安全监控，重要桥梁、建筑、轨道交通、水利设施、市政管网等基础设施安全监测、预警和应急联动。（8）智能医疗：药品流通和医院管理，以人体生理和医学参数采集及分析为切入点，面向家庭和社区开展远程医疗服务。（9）智能家居：家庭网络、家庭安防、家电智能控制、能源智能计量、节能低碳、远程教育等。
物联网应用已进入到实质性的推进阶段。中国信息通信研究院发布的一系列物联网白皮书列出了很多应用领域的例子，涉及工业、农业、交通、M2M、智能电网等多个领域。1.1.3 物联网的应用前景
工业和信息化部印发的《信息通信行业发展规划（2016—2020年）》明确提出要大力推动物联网规模应用。（1）大力发展物联网与制造业的融合应用。围绕重点行业的制造单元、生产线、车间、工厂建设等关键环节进行数字化、网络化、智能化改造，推动生产制造全过程、全产业链、产品全生命周期的深度感知、动态监控、数据汇聚和智能决策。通过对现场级工业数据的实时感知与高级建模分析，形成智能决策与控制。完善工业云与智能服务平台，提升工业大数据开发利用水平，实现工业体系个性化定制、智能化生产、网络化协同和服务化转型，加快智能制造试点示范，开展信息物理系统、工业互联网在离散与流程制造行业的广泛部署应用，初步形成跨界融合的制造业新生态。（2）加快物联网与行业领域的深度融合。面向农业、物流、能源、环保、医疗等重要领域，组织实施行业重大应用示范工程，推进物联网集成创新和规模化应用，支持物联网与行业深度融合。实施农业物联网区域试验工程，推进农业物联网应用，提高农业智能化和精准化水平。深化物联网在仓储、运输、配送、港口等物流领域的规模应用，支撑多式联运，构建智能高效的物流体系。加大物联网在污染源监控和生态环境监测等方面的推广应用，提高污染治理和环境保护水平。深化物联网在电力、油气、公共建筑节能等能源生产、传输、存储、消费等环节应用，提升能源管理智能化和精细化水平，提高能源利用效率。推动物联网技术在药品流通和使用、病患看护、电子病历管理等领域中的应用，积极推动远程医疗、临床数据应用示范等医疗应用。（3）推进物联网在消费领域的应用创新。鼓励物联网技术创新、业务创新和模式创新，积极培育新模式新业态，促进车联网、智能家居、健康服务等消费领域应用快速增长。加强车联网技术创新和应用示范，发展车联网自动驾驶、安全节能、地理位置服务等应用。推动家庭安防、家电智能控制、家居环境管理等智能家居应用的规模化发展，打造繁荣的智能家居生态系统。发展社区健康服务物联网应用，开展基于智能可穿戴设备远程健康管理、老人看护等健康服务，推动健康大数据创新应用和服务发展。（4）深化物联网在智慧城市领域的应用。推进物联网感知设施规划布局，结合市政设施、通信网络设施以及行业设施建设，同步部署视频采集终端、RFID标签、多类条码、复合传感器节点等多种物联网感知设施，深化物联网在地下管网监测、消防设施管理、城市用电平衡管理、水资源管理、城市交通管理、电子政务、危化品管理和节能环保等重点领域的应用。建立城市级物联网接入管理与数据汇聚平台，推动感知设备统一接入、集中管理和数据共享利用。建立数据开放机制，制定政府数据共享开放目录，推进数据资源向社会开放，鼓励和引导企业、行业协会等开放和交易数据资源，深化政府数据和社会数据融合利用。支持建立数据共享服务平台，提供面向公众、行业和城市管理的智能信息服务。1.2 物联网无线通信技术
常用的物联网无线通信技术可分为短距离无线通信技术和长距离无线通信技术，分析如下。1.2.1 短距离无线通信技术
短距离无线通信主要特点是通信距离短，覆盖范围一般在几十米或上百米之内，发射器的发射功率较低，一般小于100mW。短距离无线通信技术的特征是低成本、低功耗和对等通信。（1）ZigBee。ZigBee是IEEE 802.15.4标准的代名词，是符合这个标准的一种短距离、低功耗的无线通信技术。使用ZigBee的设备能耗特别低，在进行自组网时无须人工干预，成本低廉，设备复杂度低且网络容量大。ZigBee本身是针对低数据量、低成本、低功耗、高可靠性的无线数据通信的需求而产生的，在多方面领域有广泛应用，如国防安全、工业应用、交通物流、节能、生产现代化和智能家居等。（2）低功耗蓝牙（BLE）。BLE在传统蓝牙的基础上，对传统蓝牙的协议栈做了进一步简化，将数据传输速率和功耗作为主要的技术指标。BLE可通过单模形式和双模形式来实现，双模形式是指在蓝牙芯片中集成了传统蓝牙协议栈和低功耗蓝牙协议栈，实现了两种蓝牙协议栈的共用；单模形式是指在蓝牙芯片集成了低功耗蓝牙协议栈，它是对传统蓝牙协议栈的简化，从而降低了功耗，提高了数据传输速率。（3）Wi-Fi。Wi-Fi是IEEE 802.11标准的别名，工作频率为2.4～2.48GHz，许多终端设备（如笔记本电脑、视频游戏机、智能手机、数码相机、平板电脑等）都配有Wi-Fi模块。通过Wi-Fi可以方便快捷地连网，可以使用户摆脱传统的有线连网的束缚。1.2.2 长距离无线通信技术（1）LoRa。LoRa是一种基于Sub-GHz技术的无线网络，其特点是传输距离远，易于建设和部署，功耗和成本低，适用于大范围环境的数据采集。（2）NB-IoT。NB-IoT是基于蜂窝网络构建的，可直接部署于GSM、UMTS或LTE网络，由运营商提供连接服务，其特点是覆盖广泛、功耗极低。（3）LTE。LTE采用FDD和TDD技术，其特点是数据传输速率快、容量大、覆盖范围广、移动性好，具有一定的空间定位功能。第2章 物联网开发基础
本章结合物联网学习平台了解物联网的学习路线、开发环境、应用场景。共分5个模块：（1）物联网开发平台，学习物联网开发平台的基本构成，详细分析了智能网关和xLab未来开发平台。（2）物联网数据通信协议，学习智云ZXBee数据通信协议基本构成和特点，分析数据通信协议的参数定义。（3）智云平台应用开发接口，学习智云平台的编程接口，分析Android端应用开发接口和Web端应用开发接口。（4）Android端应用开发实例，通过实例学习Android端应用开发接口。（5）Web端应用开发实例，通过实例学习Web端应用开发接口。2.1 物联网开发平台
本书的物联网开发平台采用智云物联平台（也称为智云平台），一个基本的智云物联项目系统模型如图2.1所示，其特点如下：图2.1 智云物联项目系统模型（1）可通过ZigBee、BLE、Wi-Fi、NB-IoT、LoRa和LTE等无线网络将各种智能设备连接起来，其中的协调器/汇集器节点作为整个网络的汇集中心。（2）协调器/汇集器节点与智能网关进行交互，通过在智能网关上运行的服务程序，将无线网络与电信网和移动网连接起来，同时将数据推送给智云中心，也可将数据推送到本地局域网。（3）智云平台提供数据的存储服务、数据推送服务、自动控制服务等深度的项目接口，本地服务仅支持数据的推送服务。（4）物联网应用项目通过智云API进行具体应用的开发，能够实现对无线网络内的节点进行采集、控制、决策等。2.1.1 物联网中常用开发硬件
智云平台支持各种智能设备的接入，常见的硬件模型如图2.2所示。图2.2 常见的硬件模型（1）传感器：主要用于采集物理世界中信息，包括各类物理量、标识、音频、视频等。（2）节点：通常基于单片机、ARM等构建，具有传感器的数据采集、传输、组网等功能，能够构建无线网络。（3）智能网关：实现无线网络与互联网的数据交互，支持ZigBee、Wi-Fi、BLE、LoRa、NB-IoT、LTE等无线网络的数据解析，支持网络路由转发，可实现M2M数据交互。（4）智云服务器：负责对物联网中的海量数据进行处理，采用云计算、大数据技术实现数据的存储、分析、计算、挖掘和推送，并采用统一的开放接口为上层应用提供数据服务。（5）应用终端：通常是运行物联网应用的移动终端，如智能手机、平板电脑等设备。2.1.2 智能网关
智能网关（基于Android系统构建，也称为Android网关）采用基于ARM Cortex-A9内核的S5P4418四核微处理器，板载10.1英寸的电容触摸液晶屏，集成了Wi-Fi无线模组、BLE无线模组、MIPI高清摄像头模块，可选北斗GPS模块、4G模块。智能网关如图2.3所示。图2.3 智能网关2.1.3 xLab未来开发平台
本书采用的xLab未来开发平台提供了经典型无线节点ZXBeeLiteB和增强型无线节点ZXBeePlusB，集成了锂电池供电接口、调试接口、外设控制电路、RJ45传感器接口等。
经典型无线节点ZXBeeLiteB采用CC2530作为主控制器，板载信号指示灯包括电源、电池、网络、数据，具有两路功能按键，集成锂电池接口和电源管理芯片，支持电池的充电管理和电量测量，集成USB调试串口、TI JTAG接口和ARM JTAG接口，集成两路RJ45工业接口，提供主芯片P0_0～P0_7输出（包含I/O、DC 3.3V、DC 5V、UART、RS-485），提供两路继电器接口，提供两路3.3V、5V、12V电源输出。经典型无线节点ZXBeeLiteB如图2.4所示。图2.4 经典型无线节点ZXBeeLiteB
增强型无线节点ZXBeePlusB采用基于ARM Cortex-M4内核的STM32F407作为主控制器，板载2.8英寸真彩LCD、HTU21D型高精度数字温湿度传感器、RGB三色高亮LED指示灯、两路继电器接口、蜂鸣器接口、摄像头接口、USB调试串口、TI JTAG（仿真器）接口、ARM JTAG接口、以太网接口等，如图2.5所示。图2.5 增强型无线节点ZXBeePlusB
xLab未来开发平台支持多种无线模组，包括ZigBee、BLE、Wi-Fi、LoRa、NB-IoT、LTE。无线模组功能如表2.1所示。表2.1 无线模组功能一览表续表
为了深化在无线网络中对节点的使用，本书的项目实例均用到了传感器和控制设备。xLab未来开发平台按照传感器类别设计了丰富的传感设备，涉及采集类、控制类、安防类、显示类、识别类、创意类等开发平台。本书实例使用采集类开发平台（Sensor-A）、控制类开发平台（Sensor-B）和安防类开发平台（Sensor-C）。
1.采集类开发平台（Sensor-A）
采集类开发平台包括：温湿度传感器、光照度传感器、空气质量传感器、气压海拔传感器、三轴加速度传感器、距离传感器、继电器、语音识别传感器等，如图2.6所示。图2.6 采集类开发平台
● 两路RJ45工业接口，包含I/O、DC 3.3V、DC 5V、UART、RS-485、两路继电器输出等功能，提供两路3.3V、5V、12V电源输出。
● 采用磁吸附设计，可通过磁力吸附并通过RJ45工业接口接入节点进行数据通信。
● 温湿度传感器的型号为HTU21D，采用数字信号输出和IIC总线通信接口，测量范围为-40～125℃，以及5%～95%RH。
● 光照度传感器的型号为BH1750FVI-TR，采用数字信号输出和IIC总线通信接口，对应广泛的输入光范围，相当于1～65535 lx。
● 空气质量传感器的型号为MP503，采用模拟信号输出，可以监测气体酒精、烟雾、异丁烷、甲醛，监测浓度为10～1000ppm（酒精）。
● 气压海拔传感器的型号为FBM320，采用数字信号输出和IIC总线通信接口，测量范围为300～1100hPa。
● 三轴加速度传感器的型号为LIS3DH，采用数字信号输出和IIC总线通信接口，量程可设置为±2g、±4g、±8g、±16g（g为重力加速度），16位数据输出。
● 距离传感器的型号为GP2D12，采用模拟信号输出，测量范围为10～80cm，更新频率为40ms。
● 采用继电器控制，输出节点有两路继电器接口，支持5V电源开关控制。
● 语音识别传感器的型号为LD3320，支持非特定人识别，具有50条识别容量，返回形式丰富，采用串口通信。
2.控制类开发平台（Sensor-B）
控制类开发平台包括：风扇、步进电机、蜂鸣器、LED、RGB灯、继电器接口，如图2.7所示。图2.7 控制类开发平台
● 两路RJ45工业接口，包含I/O、DC 3.3V、DC 5V、UART、RS-485、两路继电器输出等功能，提供两路3.3V、5V、12V电源输出。
● 采用磁吸附设计，可通过磁力吸附并通过RJ45工业接口接入节点进行数据通信。
● 风扇为小型风扇，采用低电平驱动。
● 步进电机为小型42步进电机，驱动芯片为A3967SLB，逻辑电源电压范围为3.0～5.5V。
● 使用小型蜂鸣器，采用低电平驱动。
● 两路高亮LED，采用低电平驱动。
● RGB灯采用低电平驱动，可组合出任何颜色。
● 采用继电器控制，输出节点有两路继电器接口，支持5V电源开关控制。
3.安防类开发平台（Sensor-C）
安防类开发平台包括：火焰传感器、光栅传感器、人体红外传感器、燃气传感器、触摸传感器、振动传感器、霍尔传感器、继电器接口、语音合成传感器等，如图2.8所示。图2.8 安防类开发平台
● 两路RJ45工业接口，包含I/O、DC 3.3V、DC 5V、UART、RS-485、两路继电器输出等功能，提供两路3.3V、5V、12V电源输出。
● 采用磁吸附设计，可通过磁力吸附并通过RJ45工业接口接入节点进行数据通信。
● 火焰传感器采用5mm的探头，可监测火焰或波长为760～1100nm的光源，探测温度为60℃左右，采用数字开关量输出。
● 光栅传感器的槽式光耦槽宽为10mm，工作电压为5V，采用数字开关量信号输出。
● 人体红外传感器的型号为AS312，电源电压为3V，感应距离为12m，采用数字开关量信号输出。
● 燃气传感器的型号为MP-4，采用模拟信号输出，传感器加热电压为5V，供电电压为5V，可测量天然气、甲烷、瓦斯、沼气等。
● 触摸传感器的型号为SOT23-6，采用数字开关量信号输出，当监测到触摸时，输出电平翻转。
● 振动传感器在低电平时有效，采用数字开关量信号输出。
● 霍尔传感器的型号为AH3144，电源电压为5V，采用数字开关量输出，工作频率为0～100kHz。
● 采用继电器控制，输出节点有两路继电器接口，支持5V电源开关控制。
● 语音合成传感器的型号为SYN6288，采用串口通信，支持GB2312、GBK、UNICODE等编码，可设置音量、背景音乐等。2.2 物联网数据通信协议
一个完整的物联网综合系统，数据贯穿了感知层、网络层、服务层和应用层的各个部分，数据在这四个层之间层层传递，这就需要构建完整的物联网数据通信协议。本书中的物联网数据通信协议采用ZXBee数据通信协议。2.2.1 ZXBee数据通信协议
1.数据通信协议的格式
数据通信协议的格式为“{[参数]=[值]，[参数]=[值]…}”。
● 每条数据以“{”作为起始字符；
● “{}”内的多个参数以“，”分隔。
例如，{CD0=1，D0=？}。
2.数据通信协议参数说明
数据通信协议参数说明如下。（1）参数名称定义如下。
● 变量：A0～A7、D0、D1、V0～V3。
● 指令：CD0、OD0、CD1、OD1。
● 特殊参数：ECHO、TYPE、PN、PANID、CHANNEL。（2）可以对变量的值进行查询，如“{A0=？}”。（3）变量A0～A7在数据中心中可以保存为历史数据。（4）指令是对位进行操作的。
具体参数解释如下。（1）A0～A7：用于传递传感器数据及其携带的信息，只能通过“？”来进行查询当前变量的值，支持上传到物联网云数据中心存储，示例如下。
● 温湿度传感器用A0表示温度值，用A1表示湿度值，数据类型为浮点型，精度为0.1。
● 火焰报警传感器用A3表示警报状态，数据类型为整型，取值为0（未监测到火焰）或者1（监测到火焰）。
● 高频RFID模块用A0表示卡片ID，数据类型为字符串型。
ZXBee数据通信协议的格式为“{参数=值，参数=值…}”，即用一对大括号“{}”包含每条数据，“{}”内参数如果有多个条目，则用“，”进行分隔，例如，{CD0=1，D0=？}。（2）D0：D0中的Bit0～Bit7分别对应A0～A7的状态（是否主动上传状态），只能通过“？”来查询当前变量的值，0表示禁止上传，1表示允许主动上传，示例如下。
● 温湿度传感器用A0表示温度值，用A1表示湿度值，D0=0表示不上传温度值和湿度值，D0=1表示主动上传温度值，D0=2表示主动上传湿度值，D0=3表示主动上传温度值和湿度值。
● 火焰报警传感器用A0表示警报状态，D0=0表示不监测火焰，D0=1表示实时监测火焰。
● 高频RFID模块用A0表示卡片ID，D0=0表示不上报ID，D0=1表示上报ID。（3）CD0/OD0：对D0的位进行操作，CD0表示位清0操作，OD0表示位置1操作，示例如下。
● 温湿度传感器用A0表示温度值，用A1表示湿度值，CD0=1表示关闭温度值的主动上报。
● 火焰报警传感器用A0表示警报状态，OD0=1表示开启火焰报警监测，当有火焰报警时，会主动上报A0的值。（4）D1：D1表示控制编码，只能通过“？”来查询当前变量的数值，用户可根据传感器属性来自定义功能，示例如下。
● 温湿度传感器：D1的Bit0表示电源开关状态。例如，D1=0表示电源处于关闭状态，D1=1表示电源处于打开状态。
● 继电器：D1的位表示各路继电器的状态。例如，D1=0表示关闭继电器S1和S2，D1=1表示仅开启继电器S1，D1=2表示仅开启继电器S2，D1=3表示开启继电器S1和S2。
● 风扇：D1的Bit0表示电源开关状态，Bit1表示正转或反转。例如，D1=0或者D1=2表示风扇停止转动（电源断开），D1=1表示风扇处于正转状态，D1=3表示风扇处于反转状态。
● 红外电器遥控：D1的Bit0表示电源开关状态，Bit1表示工作模式/学习模式。例如，D1=0或者D1=2表示电源处于关闭状态，D1=1表示电源处于开启状态且为工作模式，D1=3表示电源处于开启状态且为学习模式。（5）CD1/OD1：对D1的位进行操作，CD1表示位清0操作，OD1表示位置1操作。（6）V0～V3：用于表示传感器的参数，用户可根据传感器属性自定义功能，权限为可读写，示例如下。
● 温湿度传感器：V0表示主动上传数据的时间间隔。
● 风扇：V0表示风扇转速。
● 红外电器遥控：V0表示学习的键值。
● 语音合成传感器：V0表示需要合成的语音字符。（7）特殊参数：ECHO、TYPE、PN、PANID、CHANNEL。
● ECHO：用于监测节点在线的指令，将发送的值进行回显。例如，发送“{ECHO=test}”，若节点在线则回复“{ECHO=test}”。
● TYPE：表示节点类型，该信息包含了节点类别、节点类型、节点名称，只能通过“？”来查询当前值。TYPE的值由5个字节表示（ASCII码），例如，1 1 001，第1个字节表示节点类别（1表示ZigBee、2表示RF433、3表示Wi-Fi、4表示BLE、5表示IPv6、9表示其他）；第2个字节表示节点类型（0表示汇集节点、1表示路由/中继节点、2表示终端节点）；第3～5个字节合起来表示节点名称（编码由开发者自定义）。
● PN（仅针对ZigBee、IEEE 802.15.4 IPv6节点）：表示上行节点地址信息和所有邻居节点地址信息，只能通过“？”来查询当前值。PN的值为上行节点地址和所有邻居节点地址的组合，其中每4个字节表示一个节点地址后4位，第1个4字节上行节点后4位，第2～n个4字节表示其所有邻居节点地址后4位。
● PANID：表示节点组网的标志ID，权限为可读写，此处PANID的值为十进制，而底层代码定义的PANID的值为十六进制，需要自行转换。例如，8200（十进制）=0x2008（十六进制），通过指令“{PANID=8200}”可将节点的PANID修改为0x2008。PANID的取值范围为1～16383。
● CHANNEL：表示节点组网的通信通道，权限为可读写，此处CHANNEL的取值范围为11～26（十进制）。例如，通过指令“{CHANNEL=11}”可将节点的CHANNEL修改为11。2.2.2 数据通信协议参数定义
xLab未来开发平台传感器的ZXBee数据通信协议参数定义如表2.2所示。表2.2 ZXBee数据通信协议参数定义续表续表2.3 智云平台应用开发接口2.3.1 Android端应用开发接口
智云平台提供了五个应用程序接口供开发者使用，包括实时连接（WSNRTConnect）、历史数据（WSNHistory）、摄像头（WSNCamera）、自动控制（WSNAutoctrl）、用户数据（WSNProperty），其框架如图2.9所示。图2.9 智云平台应用程序接口框架
针对Android端应用开发，智云平台提供了应用程序接口库libwsnDroid2.jar，开发者只需要在编写Android端应用程序时，先导入该接口库，然后在代码中调用相应的方法即可。
1.基于Android的实时连接接口
实时连接接口基于智云平台的消息推送服务，该服务是利用云端与客户端之间建立的稳定、可靠的长连接来向客户端应用推送实时消息的。智云平台的消息推送服务针对物联网的特征，支持多种推送类型，如传感器实时数据、执行控制指令、地理位置信息、SMS等，同时提供关于用户信息及通知消息的统计信息，方便开发者进行后续开发及运营。基于Android的实时连接接口如表2.3所示。表2.3 基于Android的实时连接接口
2.基于Android的历史数据接口
历史数据接口是基于智云平台数据中心提供的智云数据库接口开发的，智云数据库采用Hadoop后端分布式数据库集群，并且支持多机房自动冗余备份，以及自动读写分离，开发者不需要关注后端机器及数据库的稳定性、网络问题、机房灾难、单库压力等各种风险。传感器数据可以在智云数据库中永久保存，通过提供的应用程序接口可以完成与云存储服务器的数据连接、数据访问存储、数据使用等。基于Android的历史数据接口如表2.4所示。表2.4 基于Android的历史数据接口续表
3.基于Android的摄像头接口
智云平台提供了对摄像头进行远程控制的接口，支持远程对视频、图像进行实时采集、图像抓拍、控制云台转动等操作。基于Android的摄像头接口如表2.5所示。表2.5 基于Android的摄像头接口续表
4.基于Android的自动控制接口
智云平台内置了一个操作简单但功能强大的逻辑编辑器，可用于编辑复杂的控制逻辑，可以实现传感器数据更新、传感器状态查询、定时硬件系统控制、定时发送短消息，以及根据各种变量触发某个复杂的控制策略来实现系统复杂控制等功能。实现步骤如下：（1）为每个传感器、执行器的关键数据和控制量创建一个变量。（2）新建基本的控制策略，控制策略里可以运用上一步新建的变量。（3）新建复杂的控制策略，复杂控制策略可以使用运算符，可以组合基本的控制策略。
基于Android的自动控制接口如表2.6所示。表2.6 基于Android的自动控制接口续表
5.基于Android的用户数据接口
智云平台的用户数据接口提供私有的数据库使用权限，可对多客户端间共享的私有数据进行存储、查询。私有数据存储采用Key-Value型数据库服务，编程接口更简单高效。基于Android的用户数据接口如表2.7所示。表2.7 基于Android的用户数据接口续表2.3.2 Web端应用开发接口
针对Web端应用开发，智云平台提供了JavaScript接口库，开发者调用相应的接口即可完成简单的Web端应用开发。
1.基于Web的实时连接接口
基于Web的实时连接接口如表2.8所示。表2.8 基于Web的实时连接接口
2.基于Web的历史数据接口
基于Web的历史数据接口如表2.9所示。表2.9 基于Web的历史数据接口续表
3.基于Web的摄像头接口
基于Web的摄像头接口如表2.10所示。表2.10 基于Web的摄像头接口
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