無線網路智慧居家監控 - Hsiuping University of...

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7 無線網路智慧居家監控 無線網路智慧居家監控 無線網路智慧居家監控 無線網路智慧居家監控 師:林振漢 專題製作學生:四技電四甲 張勻碩 四技電四甲 游順淳 四技電四甲 詹文吉 四技電四甲 陳永昕 中華民國 中華民國 中華民國 中華民國 九十七 九十七 九十七 九十七 十二 DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING HSIU-PING INSTITUTE OF TECHNOLOGY

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實實務務專專題題報報告告書書

無線網路智慧居家監控無線網路智慧居家監控無線網路智慧居家監控無線網路智慧居家監控

指 導 老 師 : 林 振 漢

專題製作學生:四技電四甲 張勻碩

四技電四甲 游順淳

四技電四甲 詹文吉

四技電四甲 陳永昕

中華民國中華民國中華民國中華民國 九十七九十七九十七九十七 年年年年 十十十十二二二二 月月月月 八八八八 日日日日

修 平 技 術 學 院 電 機 工 程 系

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

HSIU-PING INSTITUTE OF TECHNOLOGY

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修修修修 平平平平 技技技技 術術術術 學學學學 院院院院

電機工程系電機工程系電機工程系電機工程系

HSIUPING INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Department of Electrical Engineering

指導老師:林振漢

專題製作學生:張勻碩,游順淳,詹文吉,陳永昕

製作日期:97年 12月 08日

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無線網路智慧居家監控

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摘摘摘摘 要要要要

近年來資訊化建築與智慧型家庭自動化科技蓬勃發展,在此新興科技領

域中,無線感測網路(Zigbee)、無線射頻身份辨識(RFID)…等技術,大量應

用在智慧型家庭。在這些網路監控系統中,需要搭配大量的單晶片微控制

器,做為感測與驅動的控制端點元件。因此選用適合的微控制器,整合到

系統中,使其功能效用最大化,是此領域發展重要課題之一。盛群半導體

公司的 HT-46 系列 8 位元單晶片具高抗雜訊,低功率耗電、價格便宜、嵌

入式控制介面…等功能特性,廣泛應用在一般消費電子、資訊家電上,很

適合運用在智慧型家庭自動化科技。本作品將使用 HT46F49E/HT46R24 微

控制器,整合單晶片技術、Zigbee技術、建構一個Web-Base的無線感測網

路監控系統,應用在智慧型家庭自動化上。系統功能包括:智慧型居家照

明設備、溫濕空調設備、防災保全設備的監控,確保居家安全與維持良好

家庭環境。本作品採用線上燒錄功能晶片-HT46F49E,將可提供更方便的系

統維護與韌體修改需求。此外,監控系統採用 PHP 程式撰寫的 Web-Base

人機界面執行遠端監控,只要利用網際網路與無線行動上網裝置,隨時掌

握家庭的狀況。

關鍵字:無線感測網路(Zigbee)、Web-Base監控系統、智慧型家庭。

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目目目目 錄錄錄錄

Chapter 1 序論序論序論序論

1-1動機動機動機動機 ………………………………….………………….....……….....(9)

1-2 作品功能與架構圖說明作品功能與架構圖說明作品功能與架構圖說明作品功能與架構圖說明………..…………………………..……...…(10)

1-3 專題特色專題特色專題特色專題特色/創新與實用法創新與實用法創新與實用法創新與實用法……………………..……….………….…..(11)

Chapter 2 相關硬體原理介紹與說明相關硬體原理介紹與說明相關硬體原理介紹與說明相關硬體原理介紹與說明

2-1晶片原理說明與介紹晶片原理說明與介紹晶片原理說明與介紹晶片原理說明與介紹………………………………………..…..……....(13)

2-1-1.HT46F49E晶片介紹晶片介紹晶片介紹晶片介紹………………………………………..….…..(13)

2-1-2.HT46F49E基本功能介紹基本功能介紹基本功能介紹基本功能介紹……………………………….….….…..(15)

2-1-3.HT46E49E內建功能介紹內建功能介紹內建功能介紹內建功能介紹………………………………..…….…..(16)

� 類比-數位轉換介面 (Analog to Digital Converter)

� PWM ( Pulse Width Modulation ) 輸出介面

� 低電壓自動重置電路(Low Voltage Reset Circuit ; LVR)

2-2無線無線無線無線感測感測感測感測通訊原理說明與介通訊原理說明與介通訊原理說明與介通訊原理說明與介紹紹紹紹………………………………….….…..(24)

2-2-1. Zigbee原理原理原理原理…………………………………………………..……..(24)

� Zigbee標準制定

� Zigbee實體層使用頻帶

� Zigbee傳輸傳輸模式與 Zigbee網路層

� ZigBee/802.15.4規範之技術特性

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2-2-2. Zigbee與藍芽的分析與比較與藍芽的分析與比較與藍芽的分析與比較與藍芽的分析與比較………………..…………..…………(28)

� 系統複雜性

� 可靠性

� 消耗功率

� 主要技術及性能參數比較

2-3. EE8系列系列系列系列感測器原理與感測器原理與感測器原理與感測器原理與應用應用應用應用…………….………………………..……(34)

2-3-1.EE8系列感測裝置系列感測裝置系列感測裝置系列感測裝置簡介簡介簡介簡介……………………………...…….….……(35)

2-3-2.輸出特性輸出特性輸出特性輸出特性……………………………………..…………..….………(36)

2-3-3.一般特性一般特性一般特性一般特性……………………………………….……………………(37)

2-3-4.接線圖接線圖接線圖接線圖…………………...………………………………………..…(37)

Chapter 3 相關軟體原理介紹與說明相關軟體原理介紹與說明相關軟體原理介紹與說明相關軟體原理介紹與說明

3-1.Protel電路製作工具電路製作工具電路製作工具電路製作工具………………………………..………….….…….(38)

3-2.HT-IDE3000開發工具開發工具開發工具開發工具…………………………..…………….…..….....(41)

3-3.EVER Pro S1000線上燒錄線上燒錄線上燒錄線上燒錄………………………..………….…..…….(43)

3-4.程式發展工具程式發展工具程式發展工具程式發展工具-Visual Basic 6.0…………………..……………...….…..(45)

3-5Apache Server架設與架設與架設與架設與 PHP程式程式程式程式……….…….….……………...…........(49)

3-5-1.架設架設架設架設 Apache Server……………………….…….….…...…...……..(49)

3-5-2.PHP簡介簡介簡介簡介………………………………………….….…..................(50)

3-5-3.DreamweaverCS3….………………….……...………….….….…..(53)

3-5-4.PHP的串列通訊的串列通訊的串列通訊的串列通訊…………………….……...……………………...(54)

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Chapter 4 工作原理工作原理工作原理工作原理

4-1. Zigbee模組元件模組元件模組元件模組元件…………………….……...…………...……………....(57)

4-2. 系統作業原理系統作業原理系統作業原理系統作業原理….………………...……………………………………..(57)

4-2-1 感測與驅動監控層感測與驅動監控層感測與驅動監控層感測與驅動監控層…………………………..………………...…..(57)

4-2-2 Zigbee監控網路監控網路監控網路監控網路…………………….…….................................…..(58)

4-2-3 Web-Base監控系統監控系統監控系統監控系統 (Apache-PHP) ………………….……....…..(58)

4-3. Holtek微控制器的核心功能微控制器的核心功能微控制器的核心功能微控制器的核心功能…………………….…………..….....…..(59)

Chapter 5 硬體電路製作與軟體程式硬體電路製作與軟體程式硬體電路製作與軟體程式硬體電路製作與軟體程式

5-1. 硬體電路部分硬體電路部分硬體電路部分硬體電路部分………….…............................ ..................................…..(60)

5-1-1. HT46F49E晶片線上燒錄電路晶片線上燒錄電路晶片線上燒錄電路晶片線上燒錄電路………………………….….....…..(60)

5-1-2. Zigbee無線發射接收模組電路無線發射接收模組電路無線發射接收模組電路無線發射接收模組電路…………………….……….……..(61)

5-1-3. 感測與驅動介面電路感測與驅動介面電路感測與驅動介面電路感測與驅動介面電路…………………….…………………...…..(61)

5-1-4. Zigbee搖控器電路搖控器電路搖控器電路搖控器電路………………………………...…………...…..(62)

5-1-5. Zigbee基地台電路基地台電路基地台電路基地台電路……………………………..….…………...…..(62)

5-1-6.展示用模型屋展示用模型屋展示用模型屋展示用模型屋…………………….……......................................…..(63)

5-2. 軟體程式部分軟體程式部分軟體程式部分軟體程式部分………...……... ….……......................................…..…..(64)

5-2-1. Zigbee網路通訊協定網路通訊協定網路通訊協定網路通訊協定……………………………...…………...…..(64)

5-2-2. Zigbee感測監控裝置程式感測監控裝置程式感測監控裝置程式感測監控裝置程式…………………….……..………...…..(69)

5-2-3. Zigbee搖控器程式搖控器程式搖控器程式搖控器程式…………………….…………………..…...…..(70)

5-2-4. 監控軟體監控軟體監控軟體監控軟體…………………….…………………………...….....…..(71)

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Chapter 6 實作呈現實作呈現實作呈現實作呈現

6-1. 測試方式測試方式測試方式測試方式……………………………………………………….…...…..(72)

6-1-1. 測式方式解說測式方式解說測式方式解說測式方式解說…………………………..……………………...…..(72)

6-1-2. 電路板測試電路板測試電路板測試電路板測試…………………….………………………….…...…..(72)

6-1-3. Zigbee無線網路測試無線網路測試無線網路測試無線網路測試…………………….……….……….…...…..(72)

6-1-4. 監控系統整合測試監控系統整合測試監控系統整合測試監控系統整合測試…………………….……………………....…..(73)

� PC電腦主機基本監控

� Zigbee搖控器監控

� 智慧居家環境監控

� PC電腦主機保全監控

� Web-Base網際網路遠端監控

Chapter 7 結論結論結論結論

結論結論結論結論…………………………………………………………………………..(77)

Chapter 8附錄附錄附錄附錄

8-1. 操作手冊操作手冊操作手冊操作手冊……………….…………………………………………...…..(78)

8-1-1.系統安裝與啟動系統安裝與啟動系統安裝與啟動系統安裝與啟動………………………………………………...…..(78)

8-1-2.電腦無線監控電腦無線監控電腦無線監控電腦無線監控HT模組的操作模組的操作模組的操作模組的操作………………………….……...…..(79)

8-1-3.PHP網際網路無線監控的操作網際網路無線監控的操作網際網路無線監控的操作網際網路無線監控的操作………………..……….……...…..(79)

8-2. 本作品所使用參考的文獻資料書籍本作品所使用參考的文獻資料書籍本作品所使用參考的文獻資料書籍本作品所使用參考的文獻資料書籍……………………….……...…..(80)

8-3. 參加第四屆盛群盃參加第四屆盛群盃參加第四屆盛群盃參加第四屆盛群盃MCU創意大賽得獎獎狀創意大賽得獎獎狀創意大賽得獎獎狀創意大賽得獎獎狀………………..…...…..(81)

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圖圖圖圖 目目目目 錄錄錄錄

圖 1:系統架構圖

圖 2:HT46R24硬體接腳圖

圖 3:HT46F49E內部結構圖

圖 4:A/D轉換結構圖

圖 5:A/D轉換計數器圖

圖 6:A/D轉換時間圖

圖 7:A/D傳遞函數曲線圖

圖 8:6+2PWM模型圖

圖 9:6+2模型脈衝寬度調變圖

圖 10: 7+1PWM模型圖

圖 11:7+1模型脈衝寬度調變圖

圖 12:低電壓重置時間圖

圖 13:低電壓重置曲線圖

圖 14:Zigbee通訊協定分工圖

圖 15:Zigbee傳輸模式圖

圖 16:Zigbee網路拓樸型態圖

圖 17:Zigbee居家網路拓樸圖

圖 18:EE80感測器圖

圖 19:EE80感測器接線圖

圖 20:Protel元件製作圖

圖 21:Protel電路製作連線圖

圖 22:Protel電路連線偵錯圖

圖 23:Protel電路板未佈線圖

圖 24:Protel電路板已佈線圖

圖 25:IDE3000建立專案圖

圖 26:IDE3000專案規格設定圖

圖 27:IDE3000專案檔名儲存名稱圖

圖 28:IDE3000儲存MTP檔成功圖

圖 29:EIC-100硬體圖

圖 30:EIC-100連線圖

圖 31:EIC-100程式圖

圖 32:EIC-100線上燒錄成功圖

圖 33:Apache主網頁圖

圖 34:Apache安裝成功圖

圖 35:開啟 Apache程式圖

圖 36:Dreamweaver 程式圖

圖 37:專題作品作業流程圖

圖 38:HT晶片線上燒錄電路圖

圖 39:HT晶片線上燒錄連接圖

圖 40:HT晶片與 Zigbee電路圖

圖 41:HT驅動版與 Zigbee結合圖

圖 42: HT晶片 I/O電路圖

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圖 43:Zigbee遙控器電路圖

圖 44:Zigbee基地台電路圖

圖 45:Zigbee基地台圖

圖 46:Protel電路設計圖

圖 47:專題展示模型屋

圖 48:Zigbee感測監控裝置流程圖

圖 49:Zigbee搖控器流程圖

圖 50:中央主控端基本家電監控畫面

圖 51:Zigbee無線遙控器

圖 52:主控端智慧居家環境監控畫面

圖 53: PDA家電控制畫面

圖 54: PDA環境監控畫面

圖 55:遠端電腦監控畫面

圖 56:第四屆盛群盃全國第三名獎狀

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Chapter 1 序論序論序論序論

1-1. 動機動機動機動機

科技的發展與進步,最重要的目的是,提供人類一個舒適與便利的生活

與居住環境,此外還能顧及環保生態,達到人類永續生存與發展的目標。

近年來資訊化建築與智慧型家庭自動化科技蓬勃發展,在此新興科技領域

中,最新的無線感測網路-Zigbee、無線射頻身份辨識-RFID…等技術,大量

應用在智慧型家庭。在這些監控網路系統中,需要使用到大量的單晶片微

控制器,做為感測與驅動的控制端點元件。因此選用適合的單晶片微控制

器,應用到此系統中,亦是此領域發展重要課題之一。

盛群半導體公司的 HT-46系列 8位元單晶片具高抗雜訊,低功率耗電、價

格便宜、嵌入式控制介面…等功能特性,廣泛應用在一般消費電子、資訊

家電上,很適合運用在智慧型家庭自動化科技。HT-46系列單晶片微控制器

應用在網路監控上,本系學長在第二屆盛群杯的參賽得獎作品-” HOLTEK

晶片在網路監控的整合應用晶片在網路監控的整合應用晶片在網路監控的整合應用晶片在網路監控的整合應用”,使用 HT-46晶片建立 RS-485網路,已經累

績許多實務經驗。本屆我們的參賽作品中,藉由此一經驗技術,進一步擴

充到 Zigbee 無線感測網路,並建構一個Web-Base的網際網路無線感測監

控,應用在智慧型家庭自動化上。

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1-2. 作品作品作品作品功能與架構圖說明功能與架構圖說明功能與架構圖說明功能與架構圖說明

本作品使用多顆 HT46F49E具有線上燒錄功能(ISP)的 8位元微控制器,

結合 Zigbee無線感測網路技術(IEEE 802.15.4標準),與Web-Base網際網路

監控,建構一套智慧居家監控系統。作品結構如圖 1,功能說明如下:

(1) HT46F49E微控制器的 I/O控制埠可驅動燈光、家電、空調、門禁…等

設備數位開關;微控制器內建 10位元的 ADC功能用來擷取溫度、濕度、

CO2等類比訊號,做為感測與驅動的控制端點元件。

(2) HT46F49E晶片透過 Zigbee模組與其他監控設備做網路連線。在 Zigbee

網路上,我們建立一套簡易的通訊協定,讓每一個 HT46晶片的監控訊號

狀態,可相互的傳達與連繫,達到無線網路監控的目的。例如,使用 HT46

晶片製作的 Zigbee搖控器,無線搖控與設定任何燈光、家電、門窗、空

調設備。

(3) 透過 Zigbee基地台可將網路連接到具有Web-Base監控能力的 PC電腦

伺服機(Apache 網站),透過 PHP 程式與 MySQL 的資料庫存取,提供網

際網路遠端監控服務功能。例如,可提供警察局或保全單位做家庭安全

監控。外出的家人也可透過行動裝置(如手機、筆記型電腦或 PDA),直

接連接回家中,隨時掌握或設定家庭監控系統。

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圖 1:系統架構圖

1-3. 專題專題專題專題特色特色特色特色/創新與實用法創新與實用法創新與實用法創新與實用法

本作品採用盛群半導體公司最新推出可線上燒錄的 HT46F49E 晶片,整

合 Zigbee 無線感測技術與 Web-Base 網路監控功能,提供智慧型家庭自動

化的一套具體無線監控方案。作品創新與特色,說明如下:

(1) HT46F49E具有線上燒錄功能微控制器,應用在 Zigbee網路上,提供晶

片韌體即時便捷的修改與維護,例如監控方式改變或網路通訊協定修正,

都可直接下載更新韌體程式。

(2) 使用 HOLTEK微控制器做為感測與驅動的控制端點元件,應用在資訊

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家電、消費電子裝置上,可透過程式的撰寫,做智慧型環境溫濕度、照

明、門禁保全監控,充份發揮嵌入式晶片的功能特性。

(3) 使用 Zigbee 搖控器,取代傳統紅外線搖控器,可同時控制多個家電裝

置。網路型的搖控範圍擴大,雙向式的通訊型態,大幅提昇家電與保全

監控功能。

採用Web-Base監控方式,讓家裡外出家庭人員,警察局或保全公司,利

用網際網路與無線行動上網裝置,隨時掌握家庭安全與智慧型監控的狀況。

此外,使用 PHP網路監控程式,可以很容易移植到 Linux系統上。由於 PHP

監控程式可架設在免費的 Linux平台,而且目前為產業界廣泛使用。

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Chapter 2 相關硬體原理介紹與說明相關硬體原理介紹與說明相關硬體原理介紹與說明相關硬體原理介紹與說明

2-1. 晶片原理說明與介紹晶片原理說明與介紹晶片原理說明與介紹晶片原理說明與介紹

2-1-1.HT46R24晶片介紹

HT46F4XE 系列為盛群半導體公司所推出的 『八位元 A/D Type 微控

制器』,此系列 IC 採用先進的 COMS 技術製造,因此具有『低功率消耗』、

『高速執行』的特性,其中包含了:

� 13 to 23 bidirectional I/O lines

� 8-bit programmable Timer/Event Counter

� 4 channels 8 or 9-bit resolution A/D converter

� 1 or 2 channel 8-bitPWMoutput shared with I/O lines

� Low Voltage Reset Circuit ; LVR

� Power down and wake-up functions to reduce power consumption

� Watchdog Timer function

圖 2:HT46R24硬體接腳圖

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圖 3:HT46F49E內部結構圖

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2-1-2.HT46F49E基本功能介紹

編編編編 號號號號 名名名名 稱稱稱稱 說說說說 明明明明

1 工作電壓 2.2V~5.5V (FSYS = 4MHZ)

3.3V~5.5V (FSYS = 8MHZ)

4.5V~5.5V (FSYS = 12MHZ)

2 外部中斷

( External Interrupt )

外部中斷

3 內部中斷

(Internal Interrupt)

A/D

Timer/Event Counter

4 程式計時/計數器

8Bit Timer/Event

Counter

具溢位中斷與七位元預除功能的

8Bit Timer/Event Counter

5 振盪器 具內建晶體及 RC振盪器

6 看門狗WDT 當機時,系統具自動回復功能

7 程式記憶體

Program Memory

4Kx15

8 資料記憶體

Data Memory Rom

128x8

10 PFD

(Programmable

Frequency Divider )

可做為音效之產生

11 採用 CMOS結構,具有

強大的 I/O 驅動能力

(VDD = 5v 時,I/O Port

Source Current

=-10mA;Sink

Current≒20mA)

在 4MHz、VDD = 5V 時所須之電

流約為 2mA

12 A/D Converter 為四個通道,解析度 9-Bit。

13 PWM PWM 輸出介面

14 低壓自動重置電路 LVR

(Low Voltage Reset

Circuit)

將電源下降偵測功能整合於微控

制器內。

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2-1-3.HT46F49E內建功能介紹

� 類比-數位轉換介面 (Analog to Digital Converter)

ADRL (24h):低位元組 A/D 轉換值暫存器 ( A/D Result Register Low Byte)

ADRH (25h):高位元組 A/D 轉換值暫存器 ( A/D Result Register Low Byte)

ADCR (26h):A/D 轉換控制暫存器 (A/D Converter Control Register)

ACSR (27h):A/D 轉換時脈設定暫存器 (A/D Converter Control Register)

四個通道(PB3-PB0)做為類比-數位轉換功能,解析度為 9-Bit

類比輸入信號由 PB的接腳輸入,轉換的結果 (D0-D8)則存放於 ADRH 和

ADRL 暫存器中

HT46F49E之 A/D 轉換結果存放格式

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A/D Converter Structure

圖 4:A/D轉換結構圖

A/D Converter Clock Source Register

圖 5:A/D轉換計數器圖

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A/D Clock Period Examples

A/D Conversion Timing

圖 6:A/D轉換時間圖

A/D Conversion Time

依時序圖所示 A/D 轉換器完成一次轉換約需花費 32 個 TAD 的時間

(即為轉換時間 『Conversion Time』),而 TAD 所指的就是轉換之時脈週斯。

以 FSYS =2為例,若選擇 ADCS1 - ADCS0 = 0 1 ,則此時之 TAD = 2µS,

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轉換時間 = 64µS。原廠的 Data Sheet 中有一項限制: TAD 1µS ≧ ,也就

是說其 A/D Converter 最短的轉換時間為 32µS,如果所選擇的轉換時脈

( ADC Clock Source ) < 1µS的話,則並不保證轉換結果的正確性。

A.C. Characteristics

Ideal A/D Transfer Function

圖 7:A/D傳遞函數曲線圖

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� PWM ( Pulse Width Modulation ) 功能

PWM0:PWM0週期控制暫存器 (PWM0 Duty Cycle)

PWM1:PWM1週期控制暫存器 (PWM0 Duty Cycle)

HT46F49E 提供 2個通道的 PWM 輸出;必須在 Options中選用此功

能,此時 PWM 信號將由 PD0、PD1 輸出,PWM計數器所需時脈來源為

FSYS,而其 Duty Cycle 及調變週期 (Modulation Cycle)分別由 PWM0 與

PWM1 暫存器控制。當於 Options 選用 PWM 之功能後,若設定 PD.0 /

PD.1 為「1」,PWM 信號即開始由 PD.0 / PD.1 輸出;若設定為「0」,則

PWM訊號停止輸出,並強迫使 PD.0 / PD.1 接腳維持在低電位狀態。

HT46F49E 提供了兩種 PWM 模式:

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1.( 6+2 ) Mode:

此時 PWM週期被分割成四個調變時段 ( Modulation Cycle 0-3) ,

每個 Modulation Cycle 為 64個工作時脈,而 PWM 暫存器之控制位元區

分為 DC( PWM.7-PWM2 ) ,AC ( PWM.1-PWM.0 )

6+2 PWM Mode

圖 8:6+2PWM模型圖

6+2 Mode Pulse Width Modulation Register

圖 9:6+2模型脈衝寬度調變圖

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2.( 7+1 ) Mode:

此時 PWM週期被分割成兩個調變時段 ( Modulation Cycle 0-1) ,

每個 Modulation Cycle 為 128個工作時脈,而 PWM 暫存器之控制位元區

分為 DC ( PWM.7-PWM1 ) ,AC ( PWM.0 )。

7+1 PWM Mode

圖 10:7+1PWM模型圖

7+1 Mode Pulse Width Modulation Register

圖 11: 7+1模型脈衝寬度調變圖

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� 低電壓自動重置電路(Low Voltage Reset Circuit ; LVR)

HT46XX提供了低電壓重置電路(LVR)用以監測微控制器電源電壓的

變化,欲使用此項自動重置之功能,必須在 Options中加以應用。

選用 LVR功能後,若晶片工作電壓範圍在 0.9v~VLVR,而且維持 1mS

以上,則 LVR會自動將微控制器重置。

Low Voltage Reset Timing Chart

圖 12:低電壓重置時間圖

Low Voltage Reset

圖 13:低電壓重置曲線圖

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2-2. 無線無線無線無線通訊原理說明與介紹通訊原理說明與介紹通訊原理說明與介紹通訊原理說明與介紹

2-2-1. Zigbee原理

ZigBee是一種家庭區域網路,為取代不斷增加的獨立遙控器而設計。當

初建構 ZigBee是為了滿足市場對支援低資料速率、低功耗、安全可靠的基

於標準的低成本無線網路的需求。為滿足此一需求,ZigBee聯盟在 IEEE

802.15.4無線標準之上開發了標準化的應用軟體。該聯盟與 IEEE密切合作

以保證為市場提供一個整合的、完整的和可互操作的網路。

� Zigbee標準制定

標準制定上為 IEEE 802.15.4 小組主導實體(PHY)層、媒體存取控制

(MAC)層、資料鏈結層,以及傳輸過程中的資料加密機制等發展。ZigBee

Alliance主導軟體標準,並共同針對 ZigBee Protocol Stack的發展進行研

議,未來還能依系統客戶的需求,為不同應用修正其所需之應用介面。

圖 14 Zigbee通訊協定分工圖

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� Zigbee實體層使用頻帶

實體層負責啟動和停止無線電收發器、選擇通道、能量偵測以及封

包的傳送和接收等功能 。DSSS直序展頻技術,頻段有三,共 27

頻道:

� Zigbee傳輸模式與速率

ZigBee 資料傳送模式可分為二種模式三種類型,第一種模式同步模式

(有信標之網路):裝置須先取得信標與協調者同步,並以時槽式(slotted

CSMA/CA)方式傳送資料。第二種非同步模式(無信標之網路):裝置利

用非時槽(unslotted CSMA/CA)方式傳送資料。三種類第一為裝置→協調

者;第二為協調者→裝置;第三則是裝置(協調者)→裝置(協調者)是將前

面兩種運作方式的結合。

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傳輸速率介於 20kbps

不過藉著提高發射功率

250kbps的傳輸速率

在感應式網路(Sensor Network)

在工廠內的作業溫度量測及遠端監視

的監控上,業者不需經常更換電池或佈建供電網路

設備,即可取得所需的資訊

� Zigbee網路層

網路拓樸型態(Topology)

狀、放射狀 )方式,

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圖 15: Zigbee傳輸模式圖

20kbps~250kbps之間,並隨著傳輸距離的延長而減慢

不過藉著提高發射功率,還是可以達到 100 公尺的傳輸距離內

的傳輸速率。由於具備高鏈結數與低耗電的特性

(Sensor Network)上的使用,就具有相當大的優勢

在工廠內的作業溫度量測及遠端監視、水電瓦斯計度的記錄

業者不需經常更換電池或佈建供電網路,只需極少的人力與

即可取得所需的資訊。

(Topology)。一般大多數的無線網路都只採行

,而 ZigBee 則較為靈活,除 Star

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並隨著傳輸距離的延長而減慢。

公尺的傳輸距離內,每秒

由於具備高鏈結數與低耗電的特性,對於 ZigBee

就具有相當大的優勢。例如:

水電瓦斯計度的記錄、保全防護

只需極少的人力與

一般大多數的無線網路都只採行 Star(星

Star 狀外也可用

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Peer-to-Peer(成對配接,如電視配電視遙控器、冷氣配冷氣遙控器,

互無關連)的方式,不過 Star、Peer-to-Peer 是使用、應用層面的邏

輯拓樸,而更底層的實際溝通、聯繫運作的拓樸則允許用各種複雜

且多樣變化的連接,如 Cluster Tree(叢串樹狀)、Cluster Star(叢串

星狀)、Mesh(雜網狀)、Hybrid(雜混狀)。ZigBee網路最多可支援 65000

個節點,也就是說每個 ZigBee 節點可以與數萬結點相連接。

圖 16: ZigBee網路拓樸型態圖

圖 17: Zigbee居家網路拓樸圖

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� ZigBee/802.15.4規範之技術特性

有三種操作頻帶共 27個通道提供三種資料傳輸速率。 低功率消耗,因

為資料傳輸速率低(傳輸資料量少)以及極短之執行週期且有睡眠模式,

因此功率消耗非常低。網路連接之拓樸方式可選用星型、叢集型及網狀。

使用類似於 IEEE 802.11之 CSMA/CA之碰撞避免機制。支援低延遲設

備。具有連線品質指示(Link Quality Indication, LQI)功能。

2-2-2.Zigbee與其藍芽的分析與比較

ZigBee是一種近距離、低複雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向

無線通信技術,主要適合於自動控制、傳感、監控和遠程控制等領域,可

以嵌入各種設備中,同時支持地理定位功能。IEEE802.15.4工作組定義了

一種廉價的供固定、攜帶或移動設備使用的極低複雜度、成本與功率消耗

低和無線連接技術。ZigBee聯盟在制定 ZigBee標準時,採用了 IEEE802.15.4

作為其物理層和媒體接入層規範。在其基礎之上,ZigBee聯盟制定了數據

鏈路層(DLL)、網絡層(NWK)和應用編程接口(API)規範,並負責高

層應用、測試和市場推廣等方面的工作。

藍芽也是一種短距離無線通信技術,自藍牙規範發佈以來,它在越來越

多的領域得到了應用。比如工業自動控制、家庭自動化、電信級的音頻傳

輸、PDA、手機和 PC機外設等。

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� 系統複雜性

ZigBee的系統複雜性要遠小於藍牙的系統複雜性。ZigBee協議簡單,

實現相對容易,需要的系統資源也較少,據估計運行 ZigBee 需要系統

資源約 28Kb;藍芽協議相對複雜,它需要系統資源約為 250Kb。

ZigBee 定義了兩種類型的設備:全功能設備 FFD(Full Functional

Device)和簡化功能設備 RFD(Reduced Function Device)。網絡為主從結

構,一個網絡有一個網絡協調者(Coordinator)和最多可達 65535 個從屬

設備。網絡協調者必須是 FFD,它負責管理和維護網絡,包括路由、安

全性、節點的附著與離開等。一個網絡只需要一個網絡協調者,其他終

端設備可以是 RFD,也可以是 FFD。RFD的價格要比 FFD便宜得多,

其佔用系統資源僅約為 4Kb,因此網絡的整體成本比較低。從這一點來

說,ZigBee 非常適合有大量終端設備的網絡,如傳感網絡、高樓自動化

等。

� 可靠性

信號在無線環境中傳輸,必然存在大尺度衰落、陰影衰落、多徑和干

擾等問題。ZigBee、藍芽和WLAN(IEEE802.11b)都是工作於 2.4GHzISM

頻段,相互間的干擾是不可避免的,因此保證可靠性極為重要。下面分

別討論 ZigBee和藍芽為保證可靠性所採取的措施。

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ZigBee有三個工作頻段:2.402~2.480GHz、868~868.6MHz、902~

928MHz,共 27個信道。信道接入方式採用 CSMA-CA,能有效地減少

了彼此的衝突。

為抗干擾和多徑,ZigBee在物理層採用直接序列擴頻 DSSS和頻率捷

變 FA技術 。ZigBee的DSSS在 900MHz頻段採用了每符號 15個碼片,

在 2.4GHz頻段採用了每符號 32個碼片,這比 IEEE802.11b的 DSSS所

採用的每符號 11個碼片有更強的抗干擾和多徑的能力。

為了保證資料的正確傳輸,ZigBee在MAC層採用了兩個措施:ARQ

和資料暫存。當一資料傳給一個設備時,如果接受設備處於忙或者休眠

狀態而不能接收該資料,那麼網絡協調設備就暫時存進該資料,直到收

端能接收該資料。在網絡層上,ZigBee能夠利用網狀網路拓撲特性下,

保證了無線網絡的穩定性。

藍芽的工作在 2.402~2.480GHz頻段,它採用了跳頻擴頻 FHSS,在 79

個信道上每秒鐘 1600 次跳頻,查尋狀態時,跳變速率為每秒 3200 跳,

有效地降低了干擾。

在差錯控制方面,基帶控制器採用三種檢除錯方式:1/3 前向除錯編

碼(FEC)、2/3 前向除錯編碼和自動請求重傳(ARQ)。分組報頭含有

重要的連接信息和糾正信息,始終採用 1/3FEC方式保護性傳輸。

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� 消耗功率

低功率消耗是 ZigBee的一個重要特徵。在一個典型的 ZigBee傳感網

絡中,一塊普通鹼性電池可以供 ZigBee 設備工作六個月到兩年!下面

討論 ZigBee 獲得低功率消耗的方法。

ZigBee的MAC信號接收機制有兩種:無信標(Beacon)模式和有信

標模式。無信標模式就是標準的 ALOHACSMA-CA 的信號接收機制,

終端節點只在有數據要收發的時候才和網絡會話,其餘時間都處於休眠

模式,這樣低平均功率消耗非常低。有信標模式下,終端設備可以只在

信標被呼叫時醒來,並偵測位址,如果沒有偵測到自己的位址,則又轉

入休眠狀態。信標對簇形網絡(Clustertree network)和網狀網(mesh

network)的節點同步尤為重要,節點不用長時間偵測信號而消耗能量。

網絡拓撲結構對功率節省也有很重要的關係。星形和簇形網絡結構比

網狀網結構更有利於功率節省。因為前者的終端節點不充當路由器的功

能,只收發自己的數據,這樣可以更節省更多功率。

藍芽主要採用兩種方式來控制功率:自適應發射功率和調整基帶連接

模式。 在自適應發射功率控制方式中,當從屬設備檢測到接收信號強

度指示值(RSSI,Receive Signal Strength Indicator)小於最低值時,從

屬設備可以請求主控設備增大的發射功率,反之,當 RSSI 大於某個規

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定的值時,從屬設備也可以請求主控設備降低發射功率。

藍芽基帶有四種連接模式:活躍(Active)、呼吸(Sniff)、保持(Hold)

和休眠(Park)。通過調節基帶連接模式,也可以實現節約功率的目的。

活躍、呼吸、保持、休眠這四個狀態消耗的平均功率依次減小,但設備

響應時間也依次增加。

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� 主要技術及性能參數比較

比較 ZigBee 藍芽

使用頻段 2.4GHz/915MHz/868MHz

2.4GHz

擴頻方式 DSSS FHSS

Data rate 20-250kb/s 1Mb/s

調變方式 BPSK/O-QPSK GFSK

數據傳輸速率 2.4GHz:250Kbit/s

915MHz:40Kbit/s

868MHz:20Kbit/s

1Mb/s

傳輸距離 10-100m Up to 400m

10m 100m dep.on

網路傳輸時間

New slave enumeration Sleeping slave changing

to active Active slave channel access

30 ms 15 ms 156 ms

20 s 3 s 2 ms

安全性 128 bit

AESandapplication

layer user defnable

64bit.128bit

複雜性 Simple Complex

網路結構 Adhoc. star. mesh hybrid

Adhoc piconets

單個網絡的設備數量 2 to 65000 8個,最多可達

8+255(休眠)

個設備

功率消耗 極小 中等

連接狀態模式 活躍/休眠

活躍/呼吸/保持/

休眠

靈活性 Very high Mediu profile dependent

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2-3. EE80原理與應用原理與應用原理與應用原理與應用

本專題中所使用到的類比感測器為

系列的感測裝置,結合了標準的

溫度感測(temperature)的三種感測功能

應用上可用在於住宅和辦公室區域换器控制的房屋管理等

掌控該室內裡的 CO2 濃度與濕度溫度等

內如有 CO2 濃度過量的意外發生

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原理與應用原理與應用原理與應用原理與應用

本專題中所使用到的類比感測器為 ELEKYRONIK公司所生產的

結合了標準的 CO2感測、濕度感測(relative humidity

的三種感測功能。

住宅和辦公室區域换器控制的房屋管理等

濃度與濕度溫度等,能有效的防範例如在密閉室空間

濃度過量的意外發生。

圖 18:EE80感測器圖

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公司所生產的 EE80

relative humidity)與

住宅和辦公室區域换器控制的房屋管理等,有效的能夠

能有效的防範例如在密閉室空間

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2-3-1. EE8系列感測裝置簡介

� CO2

量測原則 Non-Dispersive Infrared

Technology (NDIR)

運作範圍 0~2000ppm /0~5000ppm

精確度(在 20度 C下) 0-2000ppm: < ± (50ppm +2% of

measuring value)

0-5000ppm: < ± (50ppm +3% of

measuring value)

反應時間 <90 秒

溫度依賴性 typ. 2ppm CO2/°C

長期穩定性 typ. 20 ppm/年

取樣時間 0.5 min

� Relative Humidity

量測原則 capacitive

感測元素 HC103

運作範圍 10...90% RH

精確度(在 20度 C下) ±3% RH (30...70% RH) ±5%

(10...90% RH)

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� Temperature

精確度(在 20度 C下) ±0.3°C (±0.54°F) version with

current output 4 - 20mA: ±0.7°C

(±1.26°F)

2-3-2.輸出特性

Analogue Output

0~2000/5000 ppm 0 - 5V -1mA < IL < 1mA

0~100% RH 0 - 10V -1mA < IL < 1mA

0~50°C 4 - 20mA RL < 500 Ohm

� Switching Output

Max開關電壓 50V AC / 60V DC

Max開關負載 1A at 50V AC 1A at 30V DC

Min開關負載 1mA at 5V DC

Contact material Ag+Au clad

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� EE80 voltage / current output:

� EE80 switching output:

2-3-3.一班特性

Supply voltage SELV 24V AC ±20% /15 - 35V DC

Power requirement < 3 W

Warm up time 2) < 5 min

2-3-4.接線圖:

圖 19:EE80感測器接線圖

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Chapter 3 相關軟體原理介紹與說明相關軟體原理介紹與說明相關軟體原理介紹與說明相關軟體原理介紹與說明

3-1. Protel電路製作工具電路製作工具電路製作工具電路製作工具

我們使用 Protel 99軟體來製作本專題所要使用到的電路板,藉由這次機

會學習電路板的製作過程。使用 Protel 99軟體製作電路板可分為兩部份,

首先使用 Schematic 繪製電路圖,然後再用 PCB轉成電路佈線圖。操作的

方式簡單說明如下:

� 首先是利用 Protel來製作我們在電路上所需要用到的元件並建立元

件庫方便選取使用。

圖 20: Protel元件製作圖

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� 第二步則是開始繪製整個電路的電路圖,這部分是最重要的步驟關

係的一塊電路板是否能夠正常的使用,所以在繪製電路圖時必須額

外的細心與專心。

圖 21: Protel電路製作連線圖

� 第三步是在完成所有電路圖繪製後在執行的偵錯。

圖 22: Protel電路連線偵錯圖

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� 最後一部是將繪製完成且無錯誤的電路圖轉換到佈線圖上執行電路

板佈線步驟。因電路板線路繁雜所以必須使用 2 至 3層圖層來佈線。

圖 23: Protel電路板未佈線圖

圖 24: Protel電路板已佈線圖

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3-2. HT-IDE3000開發工具開發工具開發工具開發工具

此軟體為盛群公司所自行開發的一套單晶片書寫編譯軟體,其功能與

8051之書寫軟體”Keil”極為類似,所以對於第一次接觸盛群單晶片的我們來

說可以說是非常容一上手的。

圖 25:IDE3000建立專案圖

第一部是在專案內開啟新專案,並設定專案名稱、儲存路徑、晶片MCU

與語言工具選擇。

圖 26: IDE3000專案規格設定圖

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第二步則是在Configuration Options內設置該晶片的電壓、頻率、腳位數、

與個 Pin點的高低電位觸發設定等。

圖 27: IDE3000專案檔名儲存名稱圖

在所有設定都完成後,並開啟新檔案儲存檔案時務必加入副檔名,如利

用 C 語言所書寫時副檔名則輸入”.C”,如此一來在呼叫檔案時才會出現所

要書寫的 C 語言檔案。

圖 28: IDE3000儲存MTP檔成功圖

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在程式書寫完成後,並且組譯完成後而且有出現副檔名為”MTP”之檔案,

即代表書寫內容正確並可執行線上燒錄之功能。

3-3. EVER Pro S1000線上燒錄線上燒錄線上燒錄線上燒錄

EVER Pro S1000 程式是盛群開發具備有線上燒錄之功能,必須搭配

EIC-100之硬體連接才能使用線上燒錄功能。

圖 29: EIC-100硬體圖

圖 30: EIC-100連線圖

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在 EIC-100 與電腦、單晶片連接完成後只要在程式內呼叫所編譯成功的

MTP檔案即可直接直接線上燒錄。

圖 31: EIC-100程式圖

燒錄成功後會跳出”Successful Program Downlaod”視窗代表線上燒錄成

功。

圖 32: EIC-100線上燒錄成功圖

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3-4. 程式發展工具程式發展工具程式發展工具程式發展工具-Visual Basic 6.0

3-4-1. VB程式設計觀念

在電腦程式發展的過程中,早期傳統程式語言如 Basic, Fortran, C,是以

一連串的程式指令敘述,一步一步的執行。這種”程序式”的程式語言在程

式變大與複雜時,就變得沒有效率。改進式的"結構化程式語言”,將程式分

割為許多的小程序與模組,雖然這個型式的程式語言解決了部份問題,但

面對日益變大的資料量,再度遭到困境。因此物件導向程式設計於焉誕生。

微軟公司(Microsoft)出品的 Visual Basic(VB)就是一套採用”物件導向,事件

驅動”程式設計觀念的程式發展軟體。這套軟體雖然號稱易學易用,但它與

傳統的程式設計觀念有很大的差異,因此學習 VB程式設計,首先必須建立

物件導向的程式設計觀念。

物件導向基本的觀念,簡單的說就是將物件做為程式的主體。例如一個

Windows 環境下的視窗應用程式,可見到的外觀都是物件所構成。在 VB

程式設計環境中,視窗本身就是一個”表單(Form)”物件。此外,功能表,工

具列,指令按鈕,下拉式清單,圖片,文字,檔案…等,被稱為控制項(Control)

的都是物件。這些物件基本上包含下列三個重要的特性:

■ 屬性 (Properties)-該物件內存放的資料,可提供讀取、寫入或變更。

例如,物件的名稱、物件的大小、背景顏色、前景顏色、文字...等。

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透過這些屬性資料的類別,繼承,與封裝等觀念,可以大量減少程式

對資料處理的負擔,達到程式存取與控制資料的目的。

■ 事件(Events)-程式執行的動作,主要來自物件對外部動作的反應。

例如在視窗應用程式的”指令按鈕”控制項物件,本身並不會自動去執

行任何程式動作,當”按一下滑鼠鍵”這個事件發生在這個”指令按鈕”

控制項物件時,程式設計師可以寫一段副程式,讓程式去執行某些動

作。這就是所謂的事件驅動的程式寫作觀念。有了這個觀念,你就能

理解,大部份的VB程式都被分割撰寫在某些事件副程式上。

■ 方法 (Metholds)-物件提供使用的函式功能。例如VB的表單物件

(Form),提供許多繪圖功能,如Line(畫直線)、Circle(畫圓)、Cls(清除

畫面) 、Pset(畫點),這些都稱為Form物件的方法。利用這些方法,

可使物件內含的程式功能更容易在程式中使用。

目前以物件導向的程式發展工具有 Visual C++,Boland C ++,Visual

Basic(VB)。其中又以 VB 易學易用,成為學習物件導向應用程式的入門工

具。同時亦是 Windows 作業環境中,應用程式開發的主流。在 VB程式發

展工具中,它提供許多的控制項,是組成程式的基本元件。每個控制項中

都具有內含的資料與可用函式,如屬性,方法與事件。尤其是對於程式設

計初學者,只要建立正確的程式設計觀念,並熟悉 VB程式發展環境的操作

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使用,很容易就能在Windows作業平台上寫出漂亮的圖形監控程式。

3-4-2. VB程式串列通訊

串列通訊控制項主要是利用它的屬性設定,達成資料傳送與接收的目的。

它的重要屬性如表 3-15所示。其中最重要屬性為前 6項。例如使用串列通

訊埠之前必須指定通訊埠位置,設定傳輸參數,以及開啟通訊埠等動作。

以本書準備跟單板微電腦通訊為例,若串列通訊控制項 Name= MSComm1,

使用 COM1埠執行串列傳輸,程式啟動時必須執行下列程式碼:

MSComm1.CommPort = 1 ‘ 設定輸出入 PORT

MSComm1.Settings = “9600,n,8,1” ’ 設定通訊埠

MSComm1.PortOpen = True ‘ 開啟通訊埠

這裡的傳輸參數使用”9600,n,8,1”,是配合第二章單晶片程式內設定的通

訊設定。在程式結束時,可以使用下列指令,將通訊埠關閉,程式碼如下:

MSComm1.PortOpen = False ‘ 關閉通訊埠

串列通訊控制項的重要屬性

屬性 功能說明

CommPort 指定開啟的通訊埠,如 1=COM1,2=COM2

Settings 設定傳輸參數,如傳輸率,同位檢查,資料長度,

如”9600,n,8,1”

PortOpen 設定開啟(true)或關閉(False)通訊埠

InputMode 輸入資料的模式,0:字串;1:二進位碼

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Input 讀取通訊埠資料

Output 傳送資料到通訊埠

HandShaking 設定所要使用的通訊協定

InputLen 資料暫存區讀到系

OnComm 通訊埠觸發的事件

Sthreshold 設定 OnComm 事件所傳送字元數,設 0 表示不會觸

Rthreshold 設定 OnComm 事件所接收字元數,設 0 表示不會觸

InBuffersize 設定輸入資料暫存區的大小,一般預設 1024

串列傳輸的資料格式,我們使用 Byte的陣列資料方式傳送。例如若要傳

送”a”,”b”,”c”,這 3個 ASCII資料,我們可以宣告一個 Tx(2)的陣列資料,

並分別存入 ASCII資料,利用 Output將整個陣列資料傳送的通訊埠,程式

碼如下:

Dim Tx(2) As Byte ' 宣告 3個 byte的傳送暫存陣列資料

wx(0) =&H60 '第一個存入”a”字元 wx(1) =&H61

'第一個存入”b”字元 wx(2) =&H62 '第一個存入”c”

字元MSComm1.Output = wx '將陣列資料傳送到通訊埠

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3-5 Apache Server架設與架設與架設與架設與 PHP程式程式程式程式

3-5-1. 架設 Apache Server

目前產業界在遠端監控都採用 Web-Based 並搭配 PHP 程式。Apache

Server 可安裝在免費的 Linux 系統上,所以廣泛被業界使用。本專題使用

Apache Server,安裝在Windows XP系統上。安裝 Apache採用網路上可免

費的XAMPP,很容易就可安裝成功,裡面包括有Apache擴充版本,MySQL、

PHP 及 Perl 等軟體在其中。XAMPP 安裝的方式非常容易,你只需要:下

載、解壓縮及啟動就可以了。

在安裝完 Apache後在主網頁上(http://127.0.0.1/xampp)必須出現”dio”狀

態為”enabled”才算安裝 Apache成功完成。

圖 33: Apache主網頁圖

圖 34: Apache安裝成功圖

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在安裝完成後在桌面上點選 開啟 Apache,並且將 Apache與

MySql選項按下 Start開始 Running。

圖 35:開啟 Apache程式圖

3-5-2. PHP簡介

PHP(PHP: Hypertext Preprocessor)是一種被廣泛應用的開放原始碼的多

用途腳本語言,它可嵌入到 HTML中,尤其適合 WEB 開發。

PHP 主要是用於伺服端的腳本程序,因此您可以用 PHP 來完成任何其

它的 CGI 程序能夠完成的工作,例如收集表單資料,產生動態網頁,或者

發送/接收 Cookies。但 PHP 的功能遠不局限於此。

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PHP 腳本主要用於以下三個領域。

� 伺服端腳本。這是 PHP 最傳統,也是最主要的目標領域。開展這項

工作您需要具備以下三點:PHP 解析器(CGI 或者伺服器模塊)、

WEB 伺服器和 WEB 瀏覽器。您需要在執行 WEB 伺服器時,安裝

並配置 PHP,然後,可以用 WEB 瀏覽器來連接 PHP 程序的輸出,

即瀏覽伺服端的 PHP 頁面。

� 命令行腳本。您可以編寫一段 PHP 腳本,並且不需要任何伺服器或

者瀏覽器來執行它。通過這種方式,您僅僅只需要 PHP 解析器來執

行。這種用法對於依賴 cron (Unix 或者 Linux 環境)或者 Task

Scheduler (Windows 環境)的日常執行的腳本來說是理想的選擇。

這些腳本也可以用來處理簡單的文本。

� 編寫客戶端的 GUI 應用程序。對於基於視窗式的應用程序來說,PHP

或許不是一種最好的語言,但是如果您非常精通 PHP,並且希望在您

的客戶端應用程序中使用 PHP 的一些高級特性,您可以利用

PHP-GTK 來編寫這些程序。用這種方法,您還可以編寫跨平台的應

用程序。PHP-GTK 是 PHP 的一個擴展,在通常發布的 PHP 包中

並不包含它。如果您對 PHP-GTK 感興趣。

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� PHP 能夠用在所有的主流操作系統上,包括 Linux、Unix 的各種變

種(包括 HP-UX、Solaris 和 OpenBSD)、Microsoft Windows、Mac

OS X、RISC OS 等。今天,PHP已經支援了大多數的 WEB 伺服器,

包括 Apache、Microsoft Internet Information Server (IIS)、Personal Web

Server (PWS)、Netscape 以及 iPlant server、Oreilly Website Pro Server、

Caudium、Xitami、OmniHTTPd 等。對於大多數的伺服器,PHP 提

供了一個模塊;還有一些 PHP 支援 CGI 標準,使得 PHP 能夠作

為 CGI 處理器來工作。

PHP 最強大最顯著的特性之一,是它支援很大範圍的資料庫。您會發現

利用 PHP 編寫資料庫支援的網頁簡單得難以置信。目前,PHP 支援如下

資料庫:

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3-5-3. Dreamweaver CS3

Dreamweaver 可以說是目前設計網頁最強的工具軟體,因為它

可以設計出互動式的網頁,也具有圖層和樣版功能,都是非 常重

要有用的功能, Dreamweaver 以所見及所得及專業快速的網頁

設計能力,能讓不懂網頁設計的人,也可以在短其間內,設計出

專業的網站。

我們利用 Dreamweaver 強大的功能特性用來撰寫 PHP 程式,讓

我們更有效率的完成監控網頁的製作。

圖 36: Dreamweaver 程式圖

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3-5-4. PHP的串列通訊

在撰寫 PHP時最重要的一個程式部分就是 PHP 串列通訊上的編寫,此部

份我們分為三個階段來達成 PHP 串列通訊的功能。第一部份為寫入 RS232

的串列通訊;第二部分為讀取 RS232的串列通訊;第三部分則是 16進制轉

10進制轉換的部分。

第一部份:寫入 RS232的串列通訊。

//RS232lib.php

//WRCom () 寫入 COM1埠

function WRCom ($PID,$fcode,$data1) {

set_time_limit(0);

exec('mode COM1: baud=9600 data=8 stop=1 parity=n xon=on');

$fd = dio_open('COM1:', O_RDWR);

if(!$fd)

die("Error when open COM1");

$ff = dio_stat($fd);

dio_write($fd,chr($PID).chr($fcode).chr($data1).chr(0).chr(0).chr(0x02));

///寫入完畢

}

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第二部分:讀取 RS232的串列通訊

//function RDCom () 讀取 COM1埠

//$len = 6;

function RDCom ($PID,$fcode,$Len) {

set_time_limit(0);

exec('mode COM1: baud=9600 data=8 stop=1 parity=n xon=on');

$fd = dio_open('COM1:', O_RDWR);

if(!$fd)

die("Error when open COM1");

$ff = dio_stat($fd);

dio_write($fd,chr(0x02).chr($PID).chr($fcode).chr(0).chr(0).chr(0));

usleep (300000);

$t=0;while(($t++)<1000){

$data = dio_read($fd, $Len);

if (strlen ($data) == $Len) break;

}

Return $data;

///dio_close();

//exit;

}

//接收完畢/ echo "[data]:".bin2hex ($data)."[".$data."]";

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第三部分:16進制轉 10進制轉換

// HexToDec 16進制轉 10進制

function HexToDec ($Str) {

$CntData=0;

for($i=0;$i<2;$i++){

$TData=substr($Str,$i,1);

switch ($TData) {

//case "0":break;

case "1":$CntData=$CntData+pow(16,1-$i);break;

case "2":$CntData=$CntData+2*pow(16,1-$i);break;

case "3":$CntData=$CntData+3*pow(16,1-$i);break;

case "4":$CntData=$CntData+4*pow(16,1-$i);break;

case "5":$CntData=$CntData+5*pow(16,1-$i);break;

case "6":$CntData=$CntData+6*pow(16,1-$i);break;

case "7":$CntData=$CntData+7*pow(16,1-$i);break;

case "8":$CntData=$CntData+8*pow(16,1-$i);break;

case "9":$CntData=$CntData+9*pow(16,1-$i);break;

case "A":$CntData=$CntData+10*pow(16,1-$i);break;

case "B":$CntData=$CntData+11*pow(16,1-$i);break;

case "C":$CntData=$CntData+12*pow(16,1-$i);break;

case "D":$CntData=$CntData+13*pow(16,1-$i);break;

case "E":$CntData=$CntData+14*pow(16,1-$i);break;

case "F":$CntData=$CntData+15*pow(16,1-$i);break;

}

}

Return $CntData;

//轉換完畢

}

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Chapter 4 工作原理工作原理工作原理工作原理

4-1.Zigbee模組元件模組元件模組元件模組元件

本作品採用 MaxStream公司出品符合 802.15.4 規範的 Zigbee 模組元件-

XBee。此一元件的操作頻率在 ism2.4G頻段模組,1mw的傳輸功率,傳輸

範圍在室內 30m,室外 100m。20Pin的 IC接腳,可透過串列方式與 HT46

晶片進行資料與指令的傳輸。

4-2.系統作業原理系統作業原理系統作業原理系統作業原理

本作品的作業原理可區分為:感測與驅動監控層(HT46晶片)、監控網路

層 (Zigbee網路)、Web-Base (Apache-PHP)三層級,圖 4 顯示作業流程說明

如下:

4-2-1感測與驅動監控層

使用 HT46 微控制器的 I/O介面與內建的在類比訊號 A/D通道,配合感

測與驅動元件,直接擷取居家環境狀態,或驅動控制接點。例如讀取環境

溫度、濕度、瓦斯…,或是啟動或關閉家電、燈光、警報器開關。監控端

點的狀態與擷取的資料,可暫時儲存在微控制器的記憶體緩衝區中,等待

上一層 Zigbee網路的指示,上傳資料,或執行上層監控系統的指令動作。

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4-2-2 Zigbee監控網路

每一個 HT46 微控制器皆配置 Zigbee的 RF 無線發射與接收模組,加入

Zigbee 監控網路系統。透過網路通訊協定的制訂,整合系統的每個監控端

點,包括單晶片或可獨立作業的 Zigbee搖控器,以及可連線到上一層的 PC

電腦伺服主機端。在 Zigbee無線網路中,我們採用主僕式(Client-Server)控

制模式,由監控網路上層做主機端,每個具有獨立的位址的單晶片作為客

戶端,主機傳來的位址與指令訊號,採中斷方式傳送到每個單晶片節點,

只有符合位址的單晶片裝置才會執行主機下達的指令。

4-2-3 Web-Base監控系統 (Apache-PHP)

在 Zigbee網路的一個節點,透過串列通訊埠,連接到 PC電腦伺服主機

上。在此電腦我們架設Apache網站,並使用PHP程式的Direct IO Functions,

可直接讀寫 RS-232 串列通訊埠。執行 Zigbee網路監控工作,並使用MySQL

資料庫記錄監控資料,並提供遠端行動裝置的監控與查詢。

圖 37: 專題作品作業流程圖

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4-3. Holtek微控制器的核心功能微控制器的核心功能微控制器的核心功能微控制器的核心功能

HT46F4XE 晶片為 8 位元 RSIC 晶片,具高抗雜訊,低功率耗電,價格

便宜、嵌入多元化功能介面,目前已廣汎應用在資訊家電與消費電子裝置

上。本作品即用利用 Holtek微控制器的此一優勢,加入 Zigbee無線感測網

路功能,讓微控制器的特色充份發揮。例如,無線感測監控的實務應用上,

類比訊號的擷取是重要功能需求,例如溫/濕度的感測與監控,一般微控制

器需要用到大量的接腳與轉換電路,才能達到此一功能。本系統即使用

HT46F4XE內建的 4通道 9位元的 ADC功能,可簡化電路,提供更方便的功

能服務。此外,HT46內建的 PWM功能,還可以做調光控制,提供智慧家

庭的燈光照明調整使用。

本作品嘗試採用 HT46F49E微控制器提供的線上燒錄功能(ISP),利用此

一功能可即時線上修改單晶片韌體程式與網路通訊協定。方便系統維修,

或移植到任何其它的 Zigbee無線感測監控系統上。

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Chapter 5 硬體電路製作與軟題程式硬體電路製作與軟題程式硬體電路製作與軟題程式硬體電路製作與軟題程式

本作品的系統結構有硬體電路、Zigbee 網路通訊協定、展示用模型屋、

軟體程式等四個部份。分別說明如下。

5-1. 硬體電路部分硬體電路部分硬體電路部分硬體電路部分

本作品的硬體電路包括 HT46F49E晶片線上燒錄電路、Zigbee無線發射

接收模組 電路、與控制電路、Zigbee搖控器電路,Zigbee基地台電路,分

別說明如下:

5-1-1. HT46F49E晶片線上燒錄電路

線上燒錄功能所需要的 5隻接腳設為多功接腳,在燒錄完成後,PA0/PA4

腳可用指撥開關切換成一般的 I/O接腳,如下圖所示。。。。

圖 38(左)HT晶片線上燒錄電路圖.圖 39(右)HT晶片線上燒錄連接圖

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5-1-2. Zigbee無線發射接收模組電路

使用 HT46F49E的 PA6、PA7腳連接 Xbee模組的 Rx、Tx腳,PA5(INT)

中斷觸發腳並接在接收腳,如下圖。這種電路配置方式,讓 Zigbee 網路傳

入的訊息以中斷方式讀取。

圖 40(左)HT晶片與 Zigbee電路圖.圖 41(右)HT驅動版與 Zigbee結合圖

5-1-3. 感測與驅動介面電路

HT46F49E晶片的所有 I/O接腳連接排針,如下圖左側所示。在使用排線

連接到家電、燈光,空調開關控制,以及擷取環境溫度、濕度、瓦斯…等

類比訊號的感測與驅動介面電路上。

圖 42:HT晶片 I/O電路圖

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5-1-4. Zigbee搖控器電路

Zigbee無線發射接收模組電路再

做成 Zigbee搖控器的輸出入裝置

節省 HT46F49E晶片的 I/O

5-1-5. Zigbee基地台電路

在 Zigbee無線發射接收模組電路上

面,就可將 Zigbee網路延伸到

網路),以及 RS485網路上

圖 44(左) Zigbee

無線網路智慧居家監控

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搖控器電路

無線發射接收模組電路再配置 LCD液晶顯示器與

搖控器的輸出入裝置。LCD資料埠採用四位元的傳輸方式

I/O埠腳位,如下圖所示。

圖 43: Zigbee遙控器電路圖

基地台電路

無線發射接收模組電路上配置 RS-232/ RS485 串列通訊傳輸介

網路延伸到 PC電腦伺服機(乙太網路、無線網路與網際

網路上,如下圖所示。

Zigbee基地台電路圖.圖 45(右) Zigbee基地台圖

無線網路智慧居家監控

液晶顯示器與 4×4鍵盤,就可

資料埠採用四位元的傳輸方式,以

串列通訊傳輸介

無線網路與網際

基地台圖

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由 HT46F49E晶片線上燒錄電路,Zigbee無線發射接收模組電路,與感

測與驅動介面電路組合而成的 Zigbee感測監控裝置,是 Zigbee感測網路節

點上所需配置的基本裝置。由於本作所需的數量不止一個,因此我們使用

Protel做電路設計與佈線,整合成一塊電路板,並大量洗製,以提供作品在

系統配置與做整合測試的需求使用,如下圖。

圖 46: Protel電路設計圖

5-1-6.展示用模型屋

為了測試與展示本作品的功能特性,我們特別製作了一展示用模型屋,

如下圖。模型屋中配置二個 Zigbee感測監控裝置,連接到 Zigbee無線感測

網路。監控的設備包括門禁控制、溫濕度監控、照明設備、家電控制、防

災保全等。透過此一模型屋,我們可以進行智慧家庭自動化遠端監控的系

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統整合測試與功能展示。

圖 47:專題展示模型屋

5-2. 軟體程式部分軟體程式部分軟體程式部分軟體程式部分

5-2-1. Zigbee網路通訊協定

在一個 Zigbee無線感測監控系統中,網路上配置有多個 Zigbee感測監控

裝置。每個網路節點的 Zigbee 裝置在傳送與接收資料時都必須遵守一套網

路通訊協定。本作品採用主僕式架構(Client-Server)的通訊協定。每個 Zigbee

網路節點都指定一個 ID 碼。在監控系統中,PC 伺服機為最重要的控制主

機,它也可以指定一個或多個 Zigbee搖控器為控制主機,直接下達控制命

令,或取得每一個 Zigbee感測監控裝置的監控狀態。

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當系統啟動時,主機立即掃描系統中的每一個

求回報狀態。若節點處於正常運作狀態

定該一節點執行動作,然後處理資料或傳回資料

送結束碼恢復等待狀態並檢查狀態

個 Zigbee感測監控裝置的裝置碼與功能如表

無線網路智慧居家監控

65

主機立即掃描系統中的每一個 Zigbee感測監控裝置

若節點處於正常運作狀態,主機隨時可下達指令

然後處理資料或傳回資料,單一動作結束後

送結束碼恢復等待狀態並檢查狀態。傳送的資料封包格式,

的裝置碼與功能如表:

無線網路智慧居家監控

感測監控裝置並要

主機隨時可下達指令(功能碼),指

單一動作結束後,即傳

,以及本作品四

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裝置碼 0X50

功能碼功能碼功能碼功能碼 功能說明 埠位 特性

0x10 啟動 1樓電燈 PB0 數位輸出

0x11 關閉 1樓電燈 PB0 數位輸出

0x12 啟動 2樓電燈 PB1 數位輸出

0x13 關閉 2樓電燈 PB1 數位輸出

0x14 啟動 3樓電燈 PB2 數位輸出

0x15 關閉 3樓電燈 PB2 數位輸出

0x16 啟動 4樓電燈 PB3 數位輸出

0x17 關閉 4樓電燈 PB3 數位輸出

0x18 啟動 5樓電燈 PB4 數位輸出

0x19 關閉 5樓電燈 PB4 數位輸出

0x20 開啟 Zigbee(1)插座 PB5 數位輸出

0x21 關閉 Zigbee(1)插座 PB5 數位輸出

0x22 開啟 Zigbee(2)插座 PB6 數位輸出

0x23 關閉 Zigbee(2)插座 PB6 數位輸出

0x24 1樓防盜磁簧開關 PC0 數位輸入

0x25 2樓防盜磁簧開關 PC1 數位輸入

0x26 3樓防盜磁簧開關 PC2 數位輸入

0x27 4樓防盜磁簧開關 PC3 數位輸入

0x28 5樓防盜磁簧開關 PC4 數位輸入

0x29 光敏感測 PD0 數位輸入

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裝置碼 0X60

功能碼功能碼功能碼功能碼 功能說明 埠位 特性

0x10 啟動冷氣機(1) PA0 數位輸出

0x11 關閉冷氣機(1) PA0 數位輸出

0x12 啟動冷氣機(2) PA1 數位輸出

0x13 關閉冷氣機(2) PA1 數位輸出

0x14 啟動暖氣機(1) PA2 數位輸出

0x15 關閉暖氣機(1) PA2 數位輸出

0x16 啟動暖氣機(2) PA3 數位輸出

0x17 關閉暖氣機(2) PA3 數位輸出

0x18 啟動除濕機 PB0 數位輸出

0x19 關閉除濕機 PB0 數位輸出

0x20 啟動 1樓電動大門 PB1 數位輸出

0x21 關閉 1樓電動大門 PB1 數位輸出

0x22 啟動電動窗簾 PB2 數位輸出

0x23 關閉電動窗簾 PB2 數位輸出

0x24 啟動遮雨棚 PB3 數位輸出

0x25 關閉遮雨棚 PB3 數位輸出

0x26 CO2感測器 PB4 類比輸入

0x27 溫度感測器 PB5 類比輸入

0x28 濕度感測器 PB6 類比輸入

0x29 電動門開門微動 PC0 數位輸入

0x30 電動門關門微動 PC1 數位輸入

0x31 電動窗簾開微動 PC2 數位輸入

0x32 電動窗簾關微動 PC3 數位輸入

0x33 遮雨棚開微動 PD0 數位輸入

0x34 遮雨棚關微動 PD1 數位輸入

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受控的 Zigbee感測監控裝置除了定時擷取資料存放在記憶緩衝區外,並

等待主機下達指令。當確認主機呼叫本裝置時,立即提取功能碼與相關參

數(資料碼),執行指定動作,並回報執行結果。

本作品 HT46F4XE微控制器使用 HT-IDE3000開發工具撰寫 Holtek C 語

言程式。單晶片程式依電路與功能特性區分為兩下列兩個主要程式:

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5-2-2. Zigbee感測監控裝置程式

程式啟動後,設定串列通訊中斷,並進入單機監控狀態,採輪詢方式讀

取 I/O埠與 ADC通道,存放在資料緩衝區。由溫度濕度與光度等讀取資料,

適時利用冷氣風扇、窗廉等開關,自動調節溫度與照明, 達到智慧居家環

境的監控目標。程式利用串列通訊傳輸與 Zigbee網路連繫。當觸動警報時,

採最優先回報。當中斷發生,確定網路主機呼叫本裝置,立即提取功能碼,

執行指定動作,並回報執行結果。Zigbee感測監控裝置程式流程如圖。

圖 48:Zigbee感測監控裝置流程圖

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5-3-3. Zigbee搖控器程式

啟動串列通訊中斷、LCD 顯示器,掃描鍵盤輸入資料。使用者可透過鍵

盤輸入下達指令,透過串列傳輸到指定的 Zigbee 感測監控裝置,改變監控

狀態,或是要求回傳感測狀態,如溫度、濕度、開關狀態…等等資料,並

顯示在 LCD上。Zigbee搖控器程式流程如圖。

圖 49:Zigbee搖控器流程圖

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5-2-4.監控軟體

PC電腦伺服主機端,我們使用兩套方式撰寫網路監控程式。第一種較簡

單的方式是在 Windows XP作業平台上,使用 VB6.0程式,透過讀寫串列

通訊(RS-232),對 Zigbee無線網路上,其中一個 Zigbee感測監控裝置下達

監控指令,並要求回傳監控狀態。我們透過 VB6.0 提供的圖形物件,將展

示模型屋的圖面配置,製作圖形監控的人機介面程式,方便監控者進行網

路監控。由於這種方式電腦只能單機操作,如果要透過網際網路做遠端監

控,必須另行架設網站,撰寫Web-Base監控程式。

建立Web-Base監控方式,首先必須在 PC監控電腦上架設網站,並使用

撰寫網頁監控程式,提供監控人員在遠端電腦或行動裝置使用網頁瀏覽器

直接監控系統。在Windows XP平台上,以往通常採用 IIS架設網站,再使

用 ASP撰寫網際網路監控程式,透過 ADO資料庫與 VB6.0圖形監控程式

之間的資料交換,達到遠端監控的目的。本作品為了符合目前業界實際需

求,並進一步提昇電腦伺服機監控程式的效能,我們改採 PHP程式。首先

在 PC 上架設 Apache 網站 (Windows XP 或 Linux 平台皆可 ),使用

Dreamweaver 製作網頁型人機介面。使用 PHP 撰寫監控程式,RS232 串列

埠的讀寫,採用 PHP的 direct I/O。使用MySQL資料庫記錄並提供資料查

尋。

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Chapter 6 實作呈現實作呈現實作呈現實作呈現

6-1. 測試方式測試方式測試方式測試方式

6-1-1. 測式方式解說

本作品在規劃三階段的測試工作。第一階段測試所有的電路是否正常運

作,第二階段做 Zigbee 無線網路傳輸測試,第三階段結合電路、模型屋、

Zigbee無線網路與Web-Base網路遠端監控,進行系統整合測試。測試的方

法與結果分別說明如下。

6-1-2.電路板測試

Zigbee感測監控裝置電路板製作完成後,首先進行 HT46F49E的線上燒

錄(ISP)、基本 I/O的功能測試、ADC擷取類比訊號功能。結果單晶片程式

很順利的燒錄到晶片上,基本 I/O也都正常動作。規劃為 AD輸入的 PB埠

也都順利讀取到溫度、濕度感測器訊號。Zigbee搖控器電路的測試包括 LCD

顯示功能與鍵盤輸入功能。測試結果 LCD可正常顯示,鍵盤輸入動作正常。

6-1-3.Zigbee無線網路測試

Zigbee無線網路首先進行 Zigbee感測監控裝置與 PC主機之間的單機發

射與接收測試。在實際測試過程中,我們發現 Zigbee模組的 Data Sheet的

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資料有錯,經過一番測試,後來將第 5腳的 Reset與第 6腳的 RSSI對調後,

才能正確動作。由於 HT46F49E 並無提供串列通訊功能,我們使用孕龍公

司提供 LAP-16128U 邏輯分析儀,經過幾天的測試,最後終於測試成功。

接著我們進行 Zigbee 搖控器與 Zigbee 感測監控裝置的無線傳輸測試。

Zigbee 搖控器透過鍵盤的輸入發出指令,Zigbee 感測監控裝置收到指令後

執行動作,並將結果回傳到 Zigbee搖控器,顯示在 LCD上。測試結果皆能

正常動作。

在多機測試時,PC 主機能識別 Zigbee 網路每個感測監控裝置,透過裝

置識別碼,對不同兩個 Zigbee 感測監控裝置下達指令,並能正確回傳監控

訊息。

6-1-4.監控系統整合測試

Zigbee 感測監控裝置連接到模型屋,Zigbee 網路也配置完成後,系統啟

動,進行下列各項功能測試:

� PC電腦主機基本監控:使用 PC電腦主機透過 Zigbee網路,對模型屋的

燈光照明、家電開關進行遠端搖控。模型屋目前的房間溫度、濕度、門

窗與家電開關狀態,透過 Zigbee網路傳回 PC電腦主機,並顯示在圖形

監控程式視窗上。

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圖 50:中央主控端基本家電監控畫面

� Zigbee搖控器監控:使用 Zigbee搖控器遠端搖控模型屋的燈光照明、家

電開關。模型屋目前的房間溫度、濕度、氣體、門窗與家電開關狀態,

透過 Zigbee網路傳回 Zigbee搖控器,並顯示在 LCD上。

圖 51:Zigbee無線遙控器

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� 智慧居家環境監控:使用 PC電腦主機或 Zigbee搖控器,設定最舒適溫/

濕/光度範圍後,當設定範圍超出設定,自動啟動冷氣、窗簾開關,將溫

/濕/照明調整回原設定範圍。

圖 52:主控端智慧居家環境監控畫面

� PC電腦主機保全監控:PC電腦主機或 Zigbee搖控器,下達啟動保全後,

門窗狀態、或氣體感測異常,發出警報,傳回 PC電腦主機或 Zigbee搖

控器。

� Web-Base 網際網路遠端監控:使用筆記型電腦與 PDA 行動裝置,透過

網際網路與無線網路,連接到 PC電腦伺服主機,前(1)、(3)、(4)項的功

能測試,以確認網際網路遠端監控 Zigbee無線感測網路,可達到正常動

作與預期功能。

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圖 53(左):PDA家電控制畫面.圖 54(右):PDA環境監控畫面

圖 55:遠端電腦監控畫面

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Chapter 7 結論結論結論結論

本專題作品使用HT46 系列單晶片,結合 Zigbee無線感測網路技術(IEEE

802.15.4標準),與Web-Base網際網路監控,建構一套智慧居家監控系統。

本作品具有極高的實用性,未來將可推廣到產業界使用,提昇一般居家品

質。

此外,從本作品製作過程中,我們學到許多單晶片製作、Zigbee無線感

測網路的觀念,以及網路建構、程式撰寫、系統整合等相關的實務技術,

也了解到製作專題的過程中遇到困難時該如何的去克服和解決,在這次實

務專題製作上從三年級下學期開始到四年級上學期結束這短短的一年期間

內可以說是獲益良多,這些收穫對我們以後不管是投入職場或是將來繼續

唸研究所都是非常有利的。經由這次的實務專題製作對我們這些即將畢業

的大四生來說是一次非常難得的經驗。

本專題作品在明志科技大學所舉辦的全國第四屆盛群盃MCU創意大賽

上有機會的參加比賽,而且很高興的能獲得全國第三名這種優異的成績表

現更是讓我們整組專題團隊來說是對我們的一大鼓勵。

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Chapter 8 附錄附錄附錄附錄

8-1.操作手操作手操作手操作手冊冊冊冊

8-1-1.系統安裝與啟動

� HT模組程式修改與燒錄

� 本系統可由使用者自行設定HT晶片 I/O程式功能即可利用

線上燒錄功能來變更設定內容。

� Zigbee無線網路連線

� 電腦與 2個 HT驅動模組和 HT鍵盤模組,並開啟電源。當利

用電腦或HT鍵盤控制時在HT驅動版上Zigbee的接收指示

燈會亮時即代表 HT驅動版有接收到無線信號。

� 電腦監控程式安裝與啟動

� 將 HTZBVB 目錄下的 VB 程式, 監控資料庫複製到電腦伺

服主機上, 並連接Zigbee無線基地台模組在VB程式內設定

好 Port位址在啟動程式執行無線監控動作。

� 建立與啟動 PHP監控網站

� 在電腦伺服主機上安裝 Apache-PHP, 建立網路網址,並開啟

無線基地台 IP分享器,利用有Wi-Fi功能之筆記型電腦或

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PDA等連上網路即可執行監控動作。

8-1-2.電腦與鍵盤模組無線監控 HT驅動模組的操作

� 電腦啟動 HTZBVB的 VB主程式,鍵盤模組啟動電源。

� 先利用電腦 VB來控制 2個 HT驅動模組的家電功能,在鍵盤模

組上則可直接執行無線控制 HT模組。

� 利用電腦無線監控時選擇指定的 HT模組裝置, 監看裝置執行

狀態。

� 電腦與鍵盤模組無線下達指令,改變指定 HT模組裝置的家電控

制狀態。

8-1-3.PHP網際網路無線監控的操作

� 啟動 Apache-PHP監控網站。

� 啟動無線基地台 IP分享器。

� 使用Wi-Fi功能的個人電腦或 PDA,連接 Apache-PHP網站。

� 選擇指定的 HT模組裝置, 監看裝置執行狀態。

� 下達指令,改變指定 HT模組裝置的控制狀態。

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8-2.本作品所使用參考的文獻資料書籍本作品所使用參考的文獻資料書籍本作品所使用參考的文獻資料書籍本作品所使用參考的文獻資料書籍

[1] Mikhail Galeev,“採用 Zigbee建立家庭網路“,電子工程專輯,2005/07/11

[2] 郭長祐, “ZigBee無線技術新趨勢“,EE Watch 2008/03/10

[3] 王暑衛, “滿足嵌入系統小型化及高整合度需求, 高速 8 位元網路 MCU

興起”,新電子科技雜誌第 246期 2006年九月號

[4]HoltekSemiconductorInc.,”HT46F46E/HT46F47E/HT46F48E/HT46F49E”

,Dat Sheet, 2008/04/21,

[5] MaxStream, Inc.,XBee/XBee PRO 802.15.4 OEM RF Modules v1.xAx ‐

[2006.10.13]

[6] 鍾啟仁著,“HT46 微控制器理論與實務寶典”,全華科技,台北市,民

國 95年

[7] 林振漢著,“8051 單晶片實作-使用 C 語言”,博碩文化,台北縣,民國

94年

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8-3. 參加第四屆盛群盃參加第四屆盛群盃參加第四屆盛群盃參加第四屆盛群盃MCU創意大賽得獎獎狀創意大賽得獎獎狀創意大賽得獎獎狀創意大賽得獎獎狀

圖 56:第四屆盛群盃全國第三名獎狀