基于Zstack协议栈的智慧农业

news2024/11/25 8:21:41

界面演示

在这里插入图片描述

实物演示

在这里插入图片描述
包含两个终端节点以及一个协调器，协调器与上位机通过串口线连接，协调器与终端节点树形组网

硬件

cc2530
DHT11
超声波传感器
MQ-2
LED
三极管
直流电机

软件

Qt IAR Sqlyug Mysql

项目架构

智慧农业系统分为上位机和下位机，通信协议使用串口通信，硬件设置两个终端节点和一个协调器，彼此间利用Z-stack协议栈组网，终端节点负责实时采集各类传感器的数据，并将其发送给协调器。协调器通过串口线连接上位机，使用串口协议将接收到的数据按每秒一次的频率发送给上位机。
上位机将接收到的数据报进行进行可视化处理显示

通信协议

1 串口通信

串口通信是一种通过串行接口进行数据传输的通信方式。串口通信常见于许多设备之间的数据传输，例如计算机和外部设备如打印机、传感器、微控制器等之间的通信。
以下是串口通信的一般步骤：

确定串口参数：在进行串口通信之前，需要确定串口的参数，包括波特率（Baud rate）、数据位（Data
bits）、校验位（Parity）、停止位（Stop bits）等。这些参数需要在通信的两端设备上保持一致。
打开串口：在计算机或控制设备的软件中，打开串口并与目标设备建立连接。这需要使用相应的串口编程接口或库函数来实现。
发送数据：通过串口发送数据，可以将要发送的数据写入到串口缓冲区。数据可以是文本、二进制数据或者是特定的控制命令，根据需求来决定。
接收数据：在目标设备接收到数据时，它会将数据写入到串口缓冲区。在计算机或控制设备的软件中，可以通过读取串口缓冲区来获取接收到的数据。
处理数据：一旦接收到数据，你可以对其进行解析和处理。这可能包括将数据进行格式化、提取需要的信息、对数据进行逻辑判断等操作。
关闭串口：当通信结束时，需要关闭串口以释放资源并终止连接。
需要注意的是，在进行串口通信时，需要确保通信双方的串口参数一致，以及正确处理异常情况和错误校验等。此外，不同的编程语言和操作系统可能有不同的串口编程接口和库函数，你可以根据具体的开发环境来查找相应的文档和资料进行实现。

2 ZigBee通信

Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低功耗、短距离无线通信技术，特别适用于物联网应用。它采用了网状网络拓扑结构和分层的协议架构，能够支持大规模的设备互联和数据传输。
以下是Zigbee通信的一般流程：

网络建立：在Zigbee网络中，一个设备可以充当协调器（Coordinator）、路由器（Router）或终端设备（End
Device）的角色。协调器负责网络的组网和管理，其他设备通过与协调器或其他路由器建立连接加入网络。一旦网络建立，设备之间就可以通过Zigbee进行通信。
设备发现和加入：设备可以通过主动广播或被动扫描的方式，发现并加入附近的Zigbee网络。加入过程中，设备会获得一个唯一的网络地址，并与网络中的其他设备进行关联。
路由选择：Zigbee网络采用网状拓扑结构，意味着数据可以通过多个路由器进行中转。路由器负责选择最佳的路径来转发数发数据，以保证稳定的通信。路由选择使用基于跳数（hops）和信号强度等指标来评估。
数据传输：在Zigbee网络中，设备可以通过点对点通信或广播方式进行数据传输。数据可以是传感器数据、控制命令或其他应用数据。传输时，数据会被封装到Zigbee帧中，并遵循Zigbee协议的规定来进行传输。
网络管理：Zigbee网络具有自组织和自修复的能力，可以动态地管理设备加入和离开网络，以及路由选择和优化。网络管理功能由协调器负责执行。
需要注意的是，Zigbee通信使用的是特定的硬件和协议栈，通常需要使用相应的开发工具和库函数进行编程和配置。开发者可以使用Zigbee开发套件或相关开发平台来进行应用程序的开发和测试。

数据库技术

登录数据表设计
在这里插入图片描述

采集数据表设计
在这里插入图片描述

Zstack协议栈实现主要思路


//回调函数
static void rxCB(uint8 port,uint8 event){
  uint8 buf[50];
  uint8 rxLength=0;//接收字符的大小
  rxLength=Hal_UART_RxBufLen(0);//已经接收到的字符个数
  if(rxLength>0){
    HalUARTRead(0,buf,11);//接收到数据
//    if(osal_memcmp(buf,"hello world",11)){
//      HalUARTWrite(0,buf,11);
//      HalUARTWrite(0,"\r\n",2);
//    }
    if(osal_memcmp(buf,"255",3)){
      HalLedSet(HAL_LED_1,HAL_LED_MODE_TOGGLE);
    }else if(osal_memcmp(buf,"254",3)){
      HalLedSet(HAL_LED_1,HAL_LED_MODE_TOGGLE);
    }
    
    
  }
}