一種基于Wi-Fi的低功耗報警系統的設計與實(shí)現(下)

　　此次設計利用Android智能手機開(kāi)發(fā)平臺開(kāi)發(fā)手機客戶(hù)端應用軟件(APP)，實(shí)現一種基于 Android的報警系統手機客戶(hù)端。如圖9所示，同時(shí)管理三個(gè)報警裝置APP的界面設計。

　　5 系統測試結果及分析

　　本章將通過(guò)具體實(shí)例對整個(gè)報警系統進(jìn)行綜合測試和分析。如圖10所示，為此次報警系統的整體實(shí)物圖。圖左邊設備為無(wú)線(xiàn)路由器;圖中間設備為此次設計的報警裝置;圖右邊設備為此次測試所使用的Android 手機。

　　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(shí)所產(chǎn)生的功耗波形圖。其中，序號①為未發(fā)生報警時(shí)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(dòng)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，總花費約2.7秒的時(shí)間。

　　由上述測試結果，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(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200mA);并且，在Wi-Fi模塊發(fā)送報警信息時(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 )、安全認證、DHCP、DNS、數據傳輸等)，一般在2~4秒之間。

　　5.2 鋰電池電量使用分析

　　當被測物體越少被移動(dòng)(無(wú)報警出現)時(shí)，系統的平均功耗就越低。因此，根據報警的間隔時(shí)間和電池容量，報警裝置可工作數周至數月，可以滿(mǎn)足一般應用要求。

　　5.3 系統整體功能測試

　　下面將以一個(gè)報警應用實(shí)例對此次設計的報警系統進(jìn)行綜合測試，利用一臺Android手機APP同時(shí)管理3個(gè)報警裝置。

　　由于報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，故報警裝置的安裝相當簡(jiǎn)便，可將報警裝置通過(guò)磁鐵直接吸在被測物體的鐵門(mén)上。如圖13所示，測試所用的3個(gè)報警裝置，分別安裝在以下三個(gè)被測物體上。

　　布置完報警裝置節點(diǎn)后，打開(kāi)3個(gè)報警裝置的電源開(kāi)關(guān)。報警裝置將通過(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：當實(shí)驗室門(mén)被人打開(kāi)時(shí)，手機APP上的01號報警裝置就會(huì )執行相應的報警操作。

　　6 總結

　　此次設計從實(shí)際應用需求出發(fā)，設計了系統的總體實(shí)現方案，并分模塊對系統的硬件和軟件兩大方面闡述了此報警系統的具體設計與實(shí)現過(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計，最后對報警系統的整體功能進(jìn)行了測試、驗證和分析。