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便携车载外卖运送及信息交互平台.pdf

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便携 车载 外卖 运送 信息 交互 平台
资源描述:
TI 物联网设计 大赛 参赛方案 项目名称: 便携车载外卖运送及信息交互平台 团队名称: superfan 队员名字: 吴凡 胡楠 一、 项目设计背景及概述 现在的生活进入了快节奏的时代,人们面对繁忙的工作表现的越来越疲惫, 无论是办公室的白领还是在实验室工作的学生,面对紧凑的工作时间和 繁重的工作任务,不用去饭店或是食堂吃饭而是选择订外卖 ,这 节约下来的时间显得弥足珍贵,在 这样的情况下 , 外卖服务 将 迎来前无仅 有的发展机会。现如今互联网外卖服务平台已经呈现百花齐放 的态势,但 外卖的线下 设备 支持却一直处于最为原始的 店内 打票电动车 直接 派送 的状态 ,这样 的派送模式 缺少订单更改的能力,也经常出现订单送错的状况,并且 经常会出现送餐人员为了节约时间在 行车途中拨打电话而出现的安全事故。 蓝牙技术是一种无线数据与数字通信的开放性规范。它以低成本、近距离无线连接为基础,为固定与移动设备建立了一种完整的通信方式和技术。 蓝牙工作在全球通用的2.4GHz ISM( Industrial , Scientific and Medical)免付费、 免申请的无线电频段。 而蓝牙的便捷通信和低功耗完全符合外卖派送的需求,派送电动车只需要停在门店门口,通过简单操作就可以进行订单信息传输。上述的通信平台可以直接通过电动车的电池经过芯片变压实现,极大地增大了该系统的续航能力,完全避免了频繁更换平台电池的烦恼。 二、 项目设计原理 1. 原理概述 此次项目应用的主要部件为 CC2540(具有 USB 的 SimpleLink 蓝牙智能无线 MCU),与网上购买的普通 2.4GHz 全向 5DB 增益天线组成核心板,完成 基本蓝牙通信功能。为了测试蓝牙通信 功能,在电脑上的串口助手直接操作和观察到收发的数据,需要增加串口通信模块,由 USB 转 串口功能的芯片(如 PL-2303) 为核心组成功能底板,用以实现 串口数据传送功能和程序下载功能。 2. 硬件设计原理 上图为 cc2540 芯片 及周边 电路 的原理 图 原理图说明: 我们使用 TI 的 cc2540 芯片(图中中间部分), 图中最右边的是 2.4GHz全向 5DB 增益天线通过一系列电容电感连接至 cc2540,作为无线信号收发端,而 P1 和 P2是将 cc2540 主要引脚引出的插口(方便与功能底板连接),这些组成了以 cc2540 为核心的上层 核心板。 上图为下层的功能 底 板 底板功能特点: 串口通信:带 USB 转串口功能( PL-2303) ,可进行串口调试 供电方式:方口 USB 功能接口: Debug 接口,引出所有 IO 口,常用的串口引脚以及 5V/3.3V 引脚 功能按键: 1 个复位, 2 个普通按键 LED 指示灯:电源指示灯和普通 LED 3. 软件设计原理 作品 是基于蓝牙协议栈 BLE-CC254x-1.3.2 实现的。 BLE-CC254x-1.3.2 是 TI 公司写的片上运行系统,在系统上运行蓝牙 4.0 协议 。在协议栈上实现串口功能、按键功能、主机 从机连接和数据传输、串口透传、添加特征值。 整个设计项目用到两个模块,一个作为服务器、一个作为客户端。 实现途径为如下两个方向: 1、 客户端接收口数据并写入特征值 2、 服务器接收串口数据并写入特征值,再通知主机 本项目需要添加两个特征值,两个特征值的属性各不相同,在 SimpleGATTProfile中新建添加。 长度( byte) 属性 UUID 功能 SIMPLEPROFILE_CHAR6 15 可读可写 FFF6 服务器接收客户端的串口数据 SIMPLEPROFILE_CHAR7 15 不能直接读写,通过通知发送 FFF7 客户端接受服务器的串口数据 1.两 个模块中分别 下载 simpleBLECentral 和 SimpleBLEPeripheral,在 simpleBLECentral模块中通过串口发送数据,就可以在 SimpleBLEPeripheral 的串口输出中看到响应的数据,这里就实现了第一个方向的传送。 2.服务器端自己把数据改变时,客户端不会自己主动来读取数据的变化,这里有一个通知机制,服务器要接收到 CHAR7 是否改变,就需要打开对 CHAR7 的通知, 就是在CHAR7 的 Handle+1 写入 0001。 使能通知后,当服务器端有数据更新的通知会在哪里得到,这就要找到 static void simpleBLECentralProcessGATTMsg(gattMsgEvent_t *pMsg)函数,这个函数是对 GATT 的时间进行处理的,包括通知。 接收到串口数据后马上更新 CHAR7的数据,这时就会调用到上述函数通知客户端。 至此第二个方向的传输就完成了,客户端和服务器可以通过串口发送数据,并可从对方的串口输出中看到对应的数据。 三、 项目设计框图 1. 硬件设计框图 功能描述: 1. 安全警报设备: 由于外卖送货人员往往追求送货速度,经常一边开电动车,一边查看订单信息 或是拨打电话, 这个行为 是极其危险的,特别是在上下班高峰期也是外卖高峰期时。通过在电动车尾部设置红外距离传感器,当有车进入到安全距离内,传感器将发出警报。 2. 蓝牙通信设备:蓝牙 4.0 是 2012 年最新版本,更省电、成本低、 3 毫秒低延迟、超长有效连接距离 。其特点完全满足设备需求,电动车只需要停在店门外,店内的设备传输订单信息,轻松实现信息传输功能。 2. 软件设计框图 协议栈包括两个部分 :控制器和主机。控制器和主机在标准蓝牙 BR / EDR 设 备这两个部分通常是单独实现。任何配置文件和应用程序都是建立在 GAP和 GATT协议层上。 PHY 层: 1Mbps 1Mbps 自适应跳频 GFSK (高斯频移键控),运行在免证的(高斯频移键控),运行在免证的(高斯频移键控),运行在免证的(高斯频移键控),运行在免证的 2.4GHz 频段。 LL 层: RF 控制器,设备处于准(控制器,设备处于准(控制器,设备处于准( standby )、广播)、广播)、广播( advertising )、监听 /扫描(扫描( scanning )、初始化)、初始化)、初始化( initiating )、连接、连接( connected )这五种状态中一种。 HCI 层:为接口层,向上主机提供软件应用程序(为接口层,向上主机提供软件应用程序(为接口层,向上主机提供软件应用程序( API ),对外为),对外为外部硬件控制接口,可以通过串、 SPI 、 USB 来实现设备控制。 L2CAP 层:为上层提供数据封装服务,允许逻辑的端到通信。 SM 层:提供配对和密匙分发服务,实现安全连接和数据交换。 GAP 层:直接与应用程序或配置文件(:直接与应用程序或配置文件( profiles )通信的接口,处理设)通信的接口,处理设备发现和连接相关服务。另外还处理安全特性的初始化· ATT 层:导出特定的数据(称为属性)到其他设备。 GATT 层:定义了使用 ATT 的服务框架和配置文件( profiles )的结构。 BLE 中所有的数据通信都需要经过 GATT 。 而实验中 ,直接接触的主要是 GAP 和 GATT 这两个层。 协议栈简要流程图 四、 测试结果 两台 PC 通过串口连接 CC2540,通过设置好串口调试助手,就可以相互收发信息。 五、 项目总结与说明: 首先,感谢 TI 提供了这个平台, 鼓励 我们的创意 ,提供芯片申请。 我是一名上海某高校的在校生,我身边的很多同学老师由于时间紧张而订外卖,有无数的外卖电动车在校园里穿梭,走在路上时常可以看到送外卖的小哥一边单手骑车一边拨号码打电话,不得不说外卖送餐已经在上海非常火爆的,相信不久之后在各大城市外卖也会非常常见,所以说电动车上搭载一个订单信息平台是非常具有前景的。 最初我们团队看到了这个需求的潜力,力求将这个项目的雏形做出来,经过 后期 加工包装就可以 做出产品,投放市场。不过很可惜,由于精力,知识,时间有限,确实仅仅通过两个人的能力将整个想法实现有很大难度,所以我们退而求其次,将所有精力都投放在整个项目的核心 —— 蓝牙通信,可喜的是最后我们利用并不充裕的课外时间将蓝牙通信功能实现,但这对于开发出整个可用于商业 应用的产品来说仅仅是一小部分。此次比赛,并没有做出设想的完整产品,我希望可以向今后开发者传递一个 创意的路线,希望今后有人可以将我们的想法完整实现。 最后再次感谢 TI 和电子发烧友 对于我们项目的关注。 六、 视频链接 http://v.youku.com/v_show/id_XODE1OTE1OTA4.html
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