物联网短距离无线通信 课件 11-ZigBee农业光照系统

物联网短距离无线通信技术项目十一ZigBee农业光照系统1.项目场景2.采集类程序逻辑分析目录CONTENTS3.采集类程序接口分析4.项目实践项目场景项目场景随着人们生活水平的不断提高，人们对优质生活环境的需求也越来越强烈，越来越需要清新的空气，越来越需要干净的水资源和碧蓝的天空。因此为了保证人们的生活质量就要对生活中到污染源加以检测和控制。因此针对于污染源的环境监测站部署变得尤为重要。但污染源通常分布在人烟稀少的地方，为了方便环境数据的采集和降低布线成本，就需要将传统的有线数据采集形式变更为基于无线传感网络的远程环境信息采形式，以实现环境数据的远程采集和管理。16:17

/3任务目标某科研单位需要进行远程环境数据监测，现需通过ZigBee网络建立一套远程环境监测站数据采集系统，该系统能够远程采集环境信息并被监测站通过接收机采集到，且能够通过xLabTools工具识别信息内容。16:17

/4采集类程序逻辑分析

采集类场景分析ZigBee无线网络由于其自组网、低功耗、低成本的特性，能够对户外大范围监控单元进行数据循环采集。现代化农业种植可以通过ZigBee物联网无线组网技术，实时地对农业生产现场的温湿度、光照、CO2浓度等参数进行数据采集，利用视频监控设备获取农作物的生长状况等信息，远程监控农业生产环境，同时将采集的参数和获取的信息进行数字化转换和汇总后，经传输网络实时上传到相关农业智能管理系统中，系统按照农作物生长的各项指标要求，精确地遥控农业设施自动开启或者关闭，实现智能化的农业生产，有效减少成本，提高农作物产量。ZigBee无线节点将采集的数据通过ZigBee网络将大片区域的传感器数据在协调器汇总，并为数据分析和处理提供数据支撑。ZigBee的远程数据采集有很多场景可以使用如：温室大棚温湿度信息、光照强度信息采集；城市低洼涵洞隧道内涝检测；桥梁震动信号采集；家居空气质量采集等。ZigBee无线网络的远程传感器数据采集使用场景众多，但要如何利用ZigBee无线网络实现远程传感器数据的采集程序设计呢？下面将对远程传感器数据采集程序逻辑进行分析。

远程传感器数据采集程序逻辑1）定时器循环事件：定时查询当前传感器数值；2）根据软件设计逻辑来决定传感器数值是否上报；3）根据软件设计逻辑来控制传感器上报时间间隔；4）能够接收到远程的查询指令反馈最新的传感器数值。

数据采集程序流程16:17

/6

采集类协议设计1）每条数据以“{}”作为起始字符；2）“{}”内参数多个条目以“,”分隔；3）数据上行格式参考：{value=12,status=1}4）数据下行查询命令参考：{value=?,status=?}，程序返回：{value=12,status=1}数据方向协议格式说明上行（节点往应用发送数据）

{sensorValue=X}下行（应用往节点发送指令）

{sensorValue=?}X表示采集的传感器值16:17

/7采集类程序接口分析采集类应用接口分析

智传感器应用接口函数：函数名称函数说明sensorInit()硬件设备初始化sensoLinkOn()传感器入网成功后调用sensoUpdate()上传传感器实时数据ZXBeeUserProcess()解析接收到的下行控制命令MyEventProcess()用户事件处理sensorInit()函数下实现对用户对传感器设备的初始化和启动数据上报事件。sensorLinkOn()函数下用于处理当节点组网成功后需要执行的操作。sensorUpdate()函数下实现对传感器数据的更新和更新数据的打包上报。ZXBeeUserProcess()函数下处理接收到的数据，并执行数据携带的操作指令。MyEventProcess()函数下实现对用户定义事件的启动和处理。采集类应用接口分析

数据采集程序流程：

无线数据包收发函数：

无线数据包解析函数：函数名称函数说明ZXBeeInfSend()节点发送无线数据包给汇集节点ZXBeeInfRecv()处理节点收到无线数据包函数名称函数说明ZXBeeBegin()增加ZXBee通信协议的帧头“{”ZXBeeEnd()增加ZXBee通信协议的帧尾“}”,并返回封包后的数据包指针ZXBeeAdd()ZXBee通信协议的数据包中添加数据ZXBeeDecodePackage()对接收到的无线数据包进行解包采集类应用接口分析

农业光强系统图如下所示：农业光照系统是智慧农业应用中的一个子系统，主要实现对农作物生长环境中的光强进行定时监测，以便掌握植物生产环境的跟踪和追溯，为农作物后期数据分析提供依据。农业光照系统采用ZigBee无线传感网技术，通过部署光照传感器和ZigBee无线节点，将采集到的数据通过智能网关发送到物联网云平台，最终通过智慧农业应用系统进行光强数据的采集和数据展现。项目实践项目实践硬件功能设计

农业光强信息采集硬件框图设计。光照检测使用了外接传感器，外接传感器使用的是HB1750，通过IIC总线与CC2530

ZigBee芯片进行通信。16:17

/12项目实践

采集光强传感器通信协议数据方向协议格式说明上行（节点往应用发送数据）{lightIntensity=X}X表示采集的光强值查

询

光

强

值

，

返

回

：{lightIntensity=X}，X表示采集的光强值。下行（应用往节点发送指令）{lightIntensity=?}项目实践

传感器初始化湿度传感器初始化代码如下：void

sensorInit(void){printf("sensor->sensorInit():

Sensor

init!\r\n");//光强传感器初始化P0SEL

&=~0xC0;P0DIR

|=

0xC0;//配置管脚为通用IO模式//配置控制管脚为输入模式//启动定时器，触发传感器上报数据事件：MY_REPORT_EVTosal_start_timerEx(sapi_TaskID,

MY_REPORT_EVT,

(uint16)((osal_rand()%10)

*1000));}16:17

/14项目实践

传感器主动上报传感器数据void

sensorUpdate(void){char

pData[16];updateLightIntensity();ZXBeeBegin();//

智云数据帧格式包头sprintf(p,

"%.1f",

lightIntensity);ZXBeeAdd("lightIntensity",

p);p

=ZXBeeEnd();//智云数据帧格式包尾if

(p

!=NULL)

{ZXBeeInfSend(p,

strlen(p));printf("sensor->sensorUpdate():lightIntensity=%.1f\r\n",

lightIntensity);}16:17

/15项目实践

传感器主动上报传感器数据void

sensorUpdate(void){char

pData[16];updateLightIntensity();ZXBeeBegin();//

智云数据帧格式包头sprintf(p,

"%.1f",

lightIntensity);ZXBeeAdd("lightIntensity",

p);p

=ZXBeeEnd();//智云数据帧格式包尾if

(p

!=NULL)

{ZXBeeInfSend(p,

strlen(p));printf("sensor->sensorUpdate():lightIntensity=%.1f\r\n",

lightIntensity);}16:17

/16项目实践

自定义事件处理voidMyEventProcess(

uint16

event

){if

(event

&MY_REPORT_EVT)

{printf("sensor->MyEventProcess():

MY_REPORT_EVT

trigger!\r\n");sensorUpdate();//

传感器数据定时上报//启动定时器，触发事件：MY_REPORT_EVTosal_start_timerEx(sapi_TaskID,

MY_REPORT_EVT,

20*1000);}}项目实践

光强传感器驱动函数函数名称函数说明bh1750_init()光强传感器BH1750初始化bh1750_get_data()bh1750_read_nbyte()bh1750_send_byte()获取光强传感器BH1750实