物聯(lián)網(wǎng)長(zhǎng)距離無線通信技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)3.4NBIoT揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)現(xiàn)課件

1、第3章 NB-IoT無線通信技術(shù)開發(fā)3.4 NB-IoT揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)現(xiàn)任務(wù)場(chǎng)景數(shù)據(jù)采集程序邏輯采集類程序接口分析項(xiàng)目實(shí)踐任務(wù)場(chǎng)景城市管理部門為給城市提供更加良好的城市環(huán)境服務(wù)，通過加大工作力度以維持良好的城市環(huán)境質(zhì)量。但傳統(tǒng)的城市環(huán)境治理都是通過定時(shí)定點(diǎn)的對(duì)城市環(huán)境信進(jìn)行保障，這種方式維護(hù)成本過高且管理效率低下。而更智能的城市揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以解決這樣的問題。通過在城市路段設(shè)置傳感器，當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)到揚(yáng)塵信息超標(biāo)，則管理部門可派出清潔車輛對(duì)城市揚(yáng)塵進(jìn)行處理。城市道路清潔車如下：任務(wù)目標(biāo)智慧城市中節(jié)點(diǎn)的道路揚(yáng)塵信息采集與數(shù)據(jù)定時(shí)上報(bào)是智慧城市物聯(lián)網(wǎng)中的重要環(huán)節(jié)，本節(jié)以揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例學(xué)習(xí)

2、在應(yīng)用接口下的傳感器數(shù)據(jù)開發(fā)，學(xué)習(xí)并掌握數(shù)據(jù)上報(bào)邏輯和應(yīng)用接口的使用。數(shù)據(jù)采集邏輯分析數(shù)據(jù)采集的可以歸納為四種邏輯事件，邏輯事件歸納如下：定時(shí)查詢當(dāng)前傳感器數(shù)值。根據(jù)軟件設(shè)計(jì)邏輯來決定傳感器數(shù)值是否上報(bào)。根據(jù)軟件設(shè)計(jì)邏輯來控制傳感器上報(bào)時(shí)間間隔。能夠接收到遠(yuǎn)程的查詢指令反饋?zhàn)钚碌膫鞲衅鲾?shù)值采集類程序邏輯分析采集類程序流程如下：數(shù)據(jù)識(shí)別協(xié)議分析協(xié)議類型協(xié)議格式方向說明發(fā)送協(xié)議airGas=X節(jié)點(diǎn)到遠(yuǎn)程設(shè)備X表示為空氣質(zhì)量查詢協(xié)議airGas=?遠(yuǎn)程設(shè)備到節(jié)點(diǎn)查詢節(jié)點(diǎn)空氣質(zhì)量通信協(xié)議（communications protocol）是指雙方實(shí)體完成通信或服務(wù)所必須遵循的規(guī)則和約定。采集類程序接口分

3、析傳感器應(yīng)用層程序在sensor.c文件中實(shí)現(xiàn)，采集類傳感器接口包括傳感器硬件初始化（sensorInit()）、傳感器節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)調(diào)用（sensoLinkOn()）、傳感器數(shù)值上報(bào)（sensoUpdate()）、處理下行的用戶命令（ZXBeeUserProcess()）、傳感器采集進(jìn)程（PROCESS_THREAD(sensor, ev, data)）。：函數(shù)名稱函數(shù)說明sensorInit()硬件設(shè)備初始化sensoUpdate()上傳傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)ZXBeeUserProcess()解析接收到的下行控制命令PROCESS_THREAD(sensor, ev, data)傳感器采集進(jìn)程采集類程

4、序接口分析遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)采集程序邏輯流程設(shè)計(jì)如下：采集類應(yīng)用接口分析無線數(shù)據(jù)包收發(fā)函數(shù)：無線數(shù)據(jù)包解析函數(shù)：函數(shù)名稱函數(shù)說明ZXBeeInfSend()節(jié)點(diǎn)發(fā)送無線數(shù)據(jù)包給匯集節(jié)點(diǎn)ZXBeeInfRecv()處理節(jié)點(diǎn)收到無線數(shù)據(jù)包函數(shù)名稱函數(shù)說明ZXBeeBegin()增加ZXBee通信協(xié)議的幀頭“”ZXBeeEnd()增加ZXBee通信協(xié)議的幀尾“” ,并返回封包后的數(shù)據(jù)包指針ZXBeeAdd()ZXBee通信協(xié)議的數(shù)據(jù)包中添加數(shù)據(jù)ZXBeeDecodePackage()對(duì)接收到的無線數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包采集類應(yīng)用接口分析揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下所示：項(xiàng)目實(shí)踐硬件中使用了空氣質(zhì)量傳感器作為空氣質(zhì)量信息

5、的來源，通過空氣質(zhì)量傳感器定時(shí)獲取空氣質(zhì)量信息并上報(bào)，以此完成數(shù)據(jù)發(fā)送。揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件框圖設(shè)計(jì)如下：項(xiàng)目實(shí)踐空氣質(zhì)量傳感器節(jié)點(diǎn)LoRaGas工程實(shí)現(xiàn)了畜牧氣體采集系統(tǒng)，該程序?qū)崿F(xiàn)了以下功能：1）節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)后，每隔20s上行上傳一次氣體傳感器數(shù)值。2）應(yīng)用層可以下行發(fā)送查詢命令讀取最新的氣體傳感器數(shù)值。LoRaGas工程采用類josn格式的通信協(xié)議（參數(shù)=值,參數(shù)=值,），具體如下：數(shù)據(jù)方向協(xié)議格式說明上行（節(jié)點(diǎn)往應(yīng)用發(fā)送數(shù)據(jù)） airGas=XX表示為空氣質(zhì)量下行（應(yīng)用往節(jié)點(diǎn)發(fā)送指令） airGas=?查詢空氣質(zhì)量值，返回： airGas =X，X表示采集的空氣質(zhì)量值。項(xiàng)目實(shí)踐傳感器初始化空氣

6、質(zhì)量傳感器初始化代碼如下：void sensorInit(void)printf(sensor-sensorInit(): Sensor init!rn);/ 初始化傳感器代碼airgas_init(); / 空氣質(zhì)量傳感器初始化項(xiàng)目實(shí)踐傳感器主動(dòng)上報(bào)傳感器數(shù)據(jù)void sensorUpdate(void) char pData16;char *p = pData;updateAirGas();ZXBeeBegin(); / 智云數(shù)據(jù)幀格式包頭sprintf(p, %.1f, airGas); ZXBeeAdd(airGas, p);p = ZXBeeEnd(); / 智云數(shù)據(jù)幀格式包尾if

7、(p != NULL) ZXBeeInfSend(p, strlen(p); / 將需要上傳的數(shù)據(jù)發(fā)送到智云平臺(tái)項(xiàng)目實(shí)踐無線數(shù)據(jù)包命令解析int ZXBeeUserProcess(char *ptag, char *pval) int ret = 0;char pData16;char *p = pData;if (0 = strcmp(airGas, ptag) / 查詢執(zhí)行器命令編碼if (0 = strcmp(?, pval)updateAirGas();ret = sprintf(p, %.1f, airGas);ZXBeeAdd(airGas, p); return ret;項(xiàng)目實(shí)踐傳感器驅(qū)動(dòng)函數(shù)函數(shù)名稱函數(shù)說明airgas_init()空氣質(zhì)量傳感器MP-503初始化get_airgas_data()獲取空氣質(zhì)量傳感器MP-503實(shí)時(shí)氣體濃度數(shù)據(jù)項(xiàng)目實(shí)踐項(xiàng)目中傳感器主動(dòng)上報(bào)數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔為20s，通過ZCloudWebTools工具的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查看發(fā)送的空氣質(zhì)量值。地址中