一種基于Wi-Fi的低功耗報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)(下)

　　此次設(shè)計利用Android智能手機(jī)開發(fā)平臺開發(fā)手機(jī)客戶端應(yīng)用軟件(APP)，實現(xiàn)一種基于 Android的報警系統(tǒng)手機(jī)客戶端。如圖9所示，同時管理三個報警裝置APP的界面設(shè)計。

　　5 系統(tǒng)測試結(jié)果及分析

　　本章將通過具體實例對整個報警系統(tǒng)進(jìn)行綜合測試和分析。如圖10所示，為此次報警系統(tǒng)的整體實物圖。圖左邊設(shè)備為無線路由器;圖中間設(shè)備為此次設(shè)計的報警裝置;圖右邊設(shè)備為此次測試所使用的Android 手機(jī)。

　　5.1 報警裝置的功耗測試

　　如圖11所示，為報警裝置完成一次報警操作時所產(chǎn)生的功耗波形圖。其中，序號①為未發(fā)生報警時報警裝置處于低功耗休眠狀態(tài);②為報警從休眠狀態(tài)下喚醒階段;③、④、⑤和⑥為Wi-Fi功能模塊的啟動使能階段;⑦為Wi-Fi發(fā)送報警信息階段;⑧為發(fā)送完報警信息，關(guān)閉Wi-Fi模塊階段;⑨為完成報警操作后，返回低功耗休眠狀態(tài)。因此，完成一次報警操作，所消耗功耗包括階段②～⑧，總花費(fèi)約2.7秒的時間。

　　由上述測試結(jié)果，可知報警裝置工作在低功耗的休眠模式，三軸加速度傳感器的功耗很小，所以這部分功耗非常少(平均電流在uA級);報警裝置的Wi-Fi通信模塊在工作時所消耗的功耗較大，Wi-Fi模塊激活工作時，平均電流約為39mA(瞬時電流可達(dá)200mA);并且，在Wi-Fi模塊發(fā)送報警信息時的功耗最大。每次Wi-Fi激活工作時間主要取決于無線路由器和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)(加入網(wǎng)絡(luò)、安全認(rèn)證、DHCP、DNS、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，一般在2~4秒之間。

　　5.2 鋰電池電量使用分析

　　當(dāng)被測物體越少被移動(無報警出現(xiàn))時，系統(tǒng)的平均功耗就越低。因此，根據(jù)報警的間隔時間和電池容量，報警裝置可工作數(shù)周至數(shù)月，可以滿足一般應(yīng)用要求。

　　5.3 系統(tǒng)整體功能測試

　　下面將以一個報警應(yīng)用實例對此次設(shè)計的報警系統(tǒng)進(jìn)行綜合測試，利用一臺Android手機(jī)APP同時管理3個報警裝置。

　　由于報警裝置背面的電池上裝有一個小磁鐵，并且體積小、重量輕，故報警裝置的安裝相當(dāng)簡便，可將報警裝置通過磁鐵直接吸在被測物體的鐵門上。如圖13所示，測試所用的3個報警裝置，分別安裝在以下三個被測物體上。

　　布置完報警裝置節(jié)點(diǎn)后，打開3個報警裝置的電源開關(guān)。報警裝置將通過Wi-Fi自動連接到無線路由器發(fā)出的AP(熱點(diǎn))，并通過路由器鏈接到云服務(wù)器。

　　演示實例為：當(dāng)實驗室門被人打開時，手機(jī)APP上的01號報警裝置就會執(zhí)行相應(yīng)的報警操作。

　　6 總結(jié)

　　此次設(shè)計從實際應(yīng)用需求出發(fā)，設(shè)計了系統(tǒng)的總體實現(xiàn)方案，并分模塊對系統(tǒng)的硬件和軟件兩大方面闡述了此報警系統(tǒng)的具體設(shè)計與實現(xiàn)過程，重點(diǎn)分析了其中相關(guān)的技術(shù)要點(diǎn)，并給出關(guān)鍵部分的軟硬件框架設(shè)計，最后對報警系統(tǒng)的整體功能進(jìn)行了測試、驗證和分析。