基于ZigBee+ESP32+MQTT+EMQX+TomCat+Servlet接口+MySQL+安卓app的物联网课设.zip

# smartHome 基于ZigBee+ESP32+MQTT+EMQX+TomCat+Servlet接口+MySQL+安卓app的物联网项目 ## 一、写在前面 在放寒假前，自己也说过了，这个寒假一定好好复盘一下大三上学期的一个项目。 ## 二、课设简介 我的课设想法：因为自己已经大三了，也不年轻了，技术也学得很广泛也很烂（物联网专业也算得上是一个万金油专业），综合自己学过的技术和对自己专业的认知，当时萌生了做一个很普通的适合物联网三层架构思想的一个小课设，不求有多高级多厉害多实用，但求技术稍微全面一点，所以我只用到了一些简单的传感器，比如烟雾、光照、温湿度、执行器使用led灯，自己打算从底层到传输层，传输层到应用层，一层一层地来实现，尽量不使用或者少使用第三方的技术。  **课设名称：** 智能家居数据上传和远程控制系统 **花费时间：** 20天 **成本价格：** 180元 ## 三、不眠夜开始了 ### 1、基于zigbee网络数据采集的底层实现 因为课程要求需要用到zigbee模块和esp32模块，所以采集传感器的数据理所当然地由zigbee节点完成了。 **原理：** 如图所示，节点1负责采集烟雾和光强的数据，节点2负责采集温室度数据，同时这两个节点上自带了led灯，后面的开灯操作就是直接控制板子上的led灯。两个节点采集到的数据将通过zigbee网络发送给协调器（zigbee网络的构建者和管理者），协调器收到两个子节点发来的数据，然后通过串口（杜邦线连接）把数据发送给ESP32网关。  关于zigbee的学习，可以用**挣扎**两字来形容，大家都学得很吃力，甚至大多数人包括我都是一知半解，直接看函数的解释来使用的，毕竟能力就到这了。老师规定使用zigbee要使用SimpleApi框架，能看懂函数，就应该都会用！ **节点1读取烟雾浓度和光强数据的部分代码：** ```c //读取adc的值，参数是通道数 unsigned int readAdc(unsigned char channal); unsigned int readAdc(unsigned char channal) { unsigned int value ; APCFG |= 1 << channal ; ADCIF = 0 ; ADCCON3 = channal; while ( !ADCIF ) ; value = ADCL; value |= ((unsigned int) ADCH) << 8 ; value>>=2; return value; } //上电执行，构建网络使用，加入网络成功时status==ZSUCCESS。 void zb_StartConfirm( uint8 status ) { if(status==ZSUCCESS) { //可把节点所包含的led灯的ID号发送过去 zb_SendDataRequest(0X0,LEDJOINNET_CMD_ID,LEDNUM,ledIdList,0,FALSE,AF_DEFAULT_RADIUS); osal_start_timerEx(sapi_TaskID,TIMER_TIMEOUT_EVT,2000); //每两秒给协调器发送一个心跳包 osal_start_timerEx(sapi_TaskID,READ_MQ2_EVENT,5000);//每5秒采集一次烟雾浓度数据 osal_start_timerEx(sapi_TaskID,READ_LIGHT_EVENT,5000);//每5秒采集一次光照强度数据 } } //事件处理函数 void zb_HandleOsalEvent( uint16 event ) { if(event&READ_MQ2_EVENT){//读取烟雾浓度数据的事件 osal_start_timerEx(sapi_TaskID,READ_MQ2_EVENT,5000);//定时下一次采集烟雾浓度的事件，也是5秒 unsigned char mq2value[4]; unsigned int AdcValue=0; AdcValue=readAdc(5);//采集第5通道的adc值 sprintf(mq2value,"%d\r\n", AdcValue);//把数值放到char类型的数组 //把读取到的烟雾浓度值通过zigbee网络发给协调器，协调器默认的网络地址是0 zb_SendDataRequest(0X0,MQ2_CMD_ID,osal_strlen(mq2value),mq2value,0,FALSE,AF_DEFAULT_RADIUS); } } ``` **节点2读取温湿度数据部分代码：** ```c void Read_Byte(void);//从DHT11读取一个字节函数 void Read_Byte(void) { uchar i; for (i = 0; i < 8; i++) //循环8次，读取8bit的数据 { Overtime_counter = 2; //读取并等待DHT11发出的12-14us低电平开始信号 P0DIR &= ~0x10; while ((!DHT11_DATA) && Overtime_counter++); //Delay_10us(80); //26-28us的低电平判断门限 MicroWait(27); bit_value = 0; //跳过门限后判断总线是高还是低，高为1，低为0 if(DHT11_DATA) bit_value = 1; Overtime_counter=2; //等待1bit的电平信号结束，不管是0是1在118us后都变为低电平，否则错误超时 while (DHT11_DATA && Overtime_counter++); //当U8FLAG加到255后溢出为0，跳出循环，并后加加为1 if (Overtime_counter == 1) break; //超时则跳出for循环 comdata <<= 1; //左移1位，LSB补0 comdata |= bit_value;//LSB赋值 } } void zb_StartConfirm( uint8 status ) { if(status==ZSUCCESS) { //可把节点所包含的led灯的ID号发送过去 zb_SendDataRequest(0X0,LEDJOINNET_CMD_ID,LEDNUM,ledIdList,0,FALSE,AF_DEFAULT_RADIUS); osal_start_timerEx(sapi_TaskID,TIMER_TIMEOUT_EVT,2000); osal_start_timerEx(sapi_TaskID,READ_DHT11_EVENT,5000); } } //事件处理函数 void zb_HandleOsalEvent( uint16 event ) { if(event&READ_DHT11_EVENT){//读取温湿度数据的事件 unsigned char temphumi[2]; Read_DHT11(temphumi,temphumi+1);//参数是一级指针变量，数组名也是首地址，可以传！ if(temphumi!=NULL)//上一行执行完，temphumi里保存的就是温湿度的值 { osal_start_timerEx(sapi_TaskID,READ_DHT11_EVENT,5000);//定时下一个读取温湿度数据的事件 //把温湿度数据发送给协调器 zb_SendDataRequest(0X0,TEMP_HUMI_CMD_ID,osal_strlen(temphumi),temphumi,0,FALSE,AF_DEFAULT_RADIUS); } } } ``` 看上面的两段代码会发现没有任何关于灯或风扇的代码，是因为当时把整个系统调通之后，第二天就要答辩了，来不及了，所以就直接控制了协调器板子上的led灯。 节点1和节点2采集的数据发送给协调器后，协调器需要接收数据，还可以对数据进行一定的格式处理，再通过串口发送给ESP32网关。 **协调器的代码：** ```c //当构建网络或加入网络成功时被调用 void zb_StartConfirm( uint8 status ) { halUARTCfg_t uartcfg; uartcfg.baudRate=HAL_UART_BR_115200; uartcfg.flowControl=FALSE; uartcfg.callBackFunc=uart_receive; HalUARTOpen(HAL_UART_PORT_1,&uartcfg); HalLedSet(HAL_LED_1, HAL_LED_MODE_OFF);//初始化关闭led HalLedSet(HAL_LED_2, HAL_LED_MODE_OFF);//初始化关闭led if(status==ZSUCCESS) { char buf[]="Coordinator is created successfully!\r\n";//协调器构建网络成功 HalUARTWrite(HAL_UART_PORT_1,buf,osal_strlen(buf)); osal_start_timerEx(sapi_TaskID,TIMER_TIMEOUT_EVT,2000);//定时心跳包事件 } } //执行时机：接收到数据包时被调用 void zb_ReceiveDataIndication( uint16 source, uint16 command, uint16 len, uint8 *pData ){ .....省略部分代码 }else if(command==TEMP_HUMI_CMD_ID){//收到节点2发来的温湿度数据包 sprintf(buf,"{\"t\":\"th\",\"temp\":\"%d\",\"humi\":\"%d\"}",pData[0],pData[1]);//把数据整合成json格式 HalUARTWrite(HAL_UART_PORT_1,buf,osal_strlen(buf));//通过串口发送给ESP32网关 HalUARTWrite(HAL_UART_PORT_1,"\r\n",2); }else if(command==MQ2_CMD_ID){//收到节点1发来的烟雾浓度数据包 sprintf(buf,"{\"t\":\"mq2\",\"mq2\":\"%c%c%c%c\"}",pData[0],pData[1],pData[2],pData[3]);//整合成json格式 HalUARTWrite(HAL_UART_PORT_1,buf,osal_strlen(buf));//通过串口