一種基于Wi-Fi的低功耗報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(下)

　　此次設(shè)計(jì)利用Android智能手機(jī)開(kāi)發(fā)平臺(tái)開(kāi)發(fā)手機(jī)客戶(hù)端應(yīng)用軟件(APP)，實(shí)現(xiàn)一種基于 Android的報(bào)警系統(tǒng)手機(jī)客戶(hù)端。如圖9所示，同時(shí)管理三個(gè)報(bào)警裝置APP的界面設(shè)計(jì)。

　　5 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果及分析

　　本章將通過(guò)具體實(shí)例對(duì)整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行綜合測(cè)試和分析。如圖10所示，為此次報(bào)警系統(tǒng)的整體實(shí)物圖。圖左邊設(shè)備為無(wú)線(xiàn)路由器;圖中間設(shè)備為此次設(shè)計(jì)的報(bào)警裝置;圖右邊設(shè)備為此次測(cè)試所使用的Android 手機(jī)。

　　5.1 報(bào)警裝置的功耗測(cè)試

　　如圖11所示，為報(bào)警裝置完成一次報(bào)警操作時(shí)所產(chǎn)生的功耗波形圖。其中，序號(hào)①為未發(fā)生報(bào)警時(shí)報(bào)警裝置處于低功耗休眠狀態(tài);②為報(bào)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(dòng)使能階段;⑦為Wi-Fi發(fā)送報(bào)警信息階段;⑧為發(fā)送完報(bào)警信息，關(guān)閉Wi-Fi模塊階段;⑨為完成報(bào)警操作后，返回低功耗休眠狀態(tài)。因此，完成一次報(bào)警操作，所消耗功耗包括階段②～⑧，總花費(fèi)約2.7秒的時(shí)間。

　　由上述測(cè)試結(jié)果，可知報(bào)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(jí));報(bào)警裝置的Wi-Fi通信模塊在工作時(shí)所消耗的功耗較大，Wi-Fi模塊激活工作時(shí)，平均電流約為39mA(瞬時(shí)電流可達(dá)200mA);并且，在Wi-Fi模塊發(fā)送報(bào)警信息時(shí)的功耗最大。每次Wi-Fi激活工作時(shí)間主要取決于無(wú)線(xiàn)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(cè)物體越少被移動(dòng)(無(wú)報(bào)警出現(xiàn))時(shí)，系統(tǒng)的平均功耗就越低。因此，根據(jù)報(bào)警的間隔時(shí)間和電池容量，報(bào)警裝置可工作數(shù)周至數(shù)月，可以滿(mǎn)足一般應(yīng)用要求。

　　5.3 系統(tǒng)整體功能測(cè)試

　　下面將以一個(gè)報(bào)警應(yīng)用實(shí)例對(duì)此次設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行綜合測(cè)試，利用一臺(tái)Android手機(jī)APP同時(shí)管理3個(gè)報(bào)警裝置。

　　由于報(bào)警裝置背面的電池上裝有一個(gè)小磁鐵，并且體積小、重量輕，故報(bào)警裝置的安裝相當(dāng)簡(jiǎn)便，可將報(bào)警裝置通過(guò)磁鐵直接吸在被測(cè)物體的鐵門(mén)上。如圖13所示，測(cè)試所用的3個(gè)報(bào)警裝置，分別安裝在以下三個(gè)被測(cè)物體上。

　　布置完報(bào)警裝置節(jié)點(diǎn)后，打開(kāi)3個(gè)報(bào)警裝置的電源開(kāi)關(guān)。報(bào)警裝置將通過(guò)Wi-Fi自動(dòng)連接到無(wú)線(xiàn)路由器發(fā)出的AP(熱點(diǎn))，并通過(guò)路由器鏈接到云服務(wù)器。

　　演示實(shí)例為：當(dāng)實(shí)驗(yàn)室門(mén)被人打開(kāi)時(shí)，手機(jī)APP上的01號(hào)報(bào)警裝置就會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的報(bào)警操作。

　　6 總結(jié)

　　此次設(shè)計(jì)從實(shí)際應(yīng)用需求出發(fā)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體實(shí)現(xiàn)方案，并分模塊對(duì)系統(tǒng)的硬件和軟件兩大方面闡述了此報(bào)警系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)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(jì)，最后對(duì)報(bào)警系統(tǒng)的整體功能進(jìn)行了測(cè)試、驗(yàn)證和分析。