一种基于Wi-Fi的低功耗报警系统的设计与实现(下)

　　此次设计利用Android智能手机开发平台开发手机客户端应用软件(APP)，实现一种基于 Android的报警系统手机客户端。如图9所示，同时管理三个报警装置APP的界面设计。

5 系统测试结果及分析

　　本章将通过具体实例对整个报警系统进行综合测试和分析。如图10所示，为此次报警系统的整体实物图。图左边设备为无线路由器;图中间设备为此次设计的报警装置;图右边设备为此次测试所使用的Android 手机。

　　5.1 报警装置的功耗测试

　　如图11所示，为报警装置完成一次报警操作时所产生的功耗波形图。其中，序号①为未发生报警时报警装置处于低功耗休眠状态;②为报警从休眠状态下唤醒阶段;③、④、⑤和⑥为Wi-Fi功能模块的启动使能阶段;⑦为Wi-Fi发送报警信息阶段;⑧为发送完报警信息，关闭Wi-Fi模块阶段;⑨为完成报警操作后，返回低功耗休眠状态。因此，完成一次报警操作，所消耗功耗包括阶段②～⑧，总花费约2.7秒的时间。

　　由上述测试结果，可知报警装置工作在低功耗的休眠模式，三轴加速度传感器的功耗很小，所以这部分功耗非常少(平均电流在uA级);报警装置的Wi-Fi通信模块在工作时所消耗的功耗较大，Wi-Fi模块激活工作时，平均电流约为39mA(瞬时电流可达200mA);并且，在Wi-Fi模块发送报警信息时的功耗最大。每次Wi-Fi激活工作时间主要取决于无线路由器和网络状态(加入网络、安全认证、DHCP、DNS、数据传输等)，一般在2~4秒之间。

　　5.2 锂电池电量使用分析

　　当被测物体越少被移动(无报警出现)时，系统的平均功耗就越低。因此，根据报警的间隔时间和电池容量，报警装置可工作数周至数月，可以满足一般应用要求。

　　5.3 系统整体功能测试

　　下面将以一个报警应用实例对此次设计的报警系统进行综合测试，利用一台Android手机APP同时管理3个报警装置。

　　由于报警装置背面的电池上装有一个小磁铁，并且体积小、重量轻，故报警装置的安装相当简便，可将报警装置通过磁铁直接吸在被测物体的铁门上。如图13所示，测试所用的3个报警装置，分别安装在以下三个被测物体上。

　　布置完报警装置节点后，打开3个报警装置的电源开关。报警装置将通过Wi-Fi自动连接到无线路由器发出的AP(热点)，并通过路由器链接到云服务器。

　　演示实例为：当实验室门被人打开时，手机APP上的01号报警装置就会执行相应的报警操作。

6 总结

　　此次设计从实际应用需求出发，设计了系统的总体实现方案，并分模块对系统的硬件和软件两大方面阐述了此报警系统的具体设计与实现过程，重点分析了其中相关的技术要点，并给出关键部分的软硬件框架设计，最后对报警系统的整体功能进行了测试、验证和分析。