基于OneNet平台智慧农业大棚（esp32）

布满荆棘的人生 2022-01-29 23:27 766阅读 0赞

## esp32功能介绍 ##

ESP32是一款WiFi和蓝牙系统级芯片（SoC），具有行业领先的射频性能、低功耗和高度集成的优势。ESP32集成了完整的发射/接收射频功能，包括天线开关，射频balun，功率放大器，低噪放大器，过滤器，电源管理模块和先进的自校准电路。自校准电路实现了动态自动调整以消除外部电路的缺陷。ESP32带有2个32位、LX6 CPU,主频高达240MHz，采用7级流水线架构。ESP32还集成了丰富的模拟传感和数字接口。

ESP32的超低功耗射频架构和拥有专利的省电技术延长了实际应用的电池续航时间。  
ESP32完全符合WiFi 802.11b/g/n/e/i和蓝牙4.2的标准，集成了WiFi/蓝牙/BLE射频和低功耗技术，并且支持开放性的实时操作系统RTOS。ESP32所集成的调整缓存帮助提高系统性能并且优化系统存储。灵活的RAM/ROM划分架构则允许用户自定义以满足特殊要求和使用情况。

ESP32可作为独立应用程序或是主机MCU的从设备。作为从设备，ESP32通过SPI/SDIO或I2C/UART接口提供WiFi和蓝牙功能。

## 硬件 ##

esp32—wroom-32  
温湿度传感器（工业级 485）  
光线传感器（工业级 485）  
二氧化碳传器（工业级 485）  
土壤PH传感器（工业级 485）  
TDS传感器模块（工业级 485）  
RS484转TTl  
接线端子1进6  
12V电源  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3NzM4ODM4_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
![在这里插入图片描述][20190517114031326.]  
![在这里插入图片描述][20190517114107765.]

## 开发环境 ##

下载安装Arduino IDE：  
[https://www.arduino.cc/en/Main/Software][https_www.arduino.cc_en_Main_Software]  
Arduino IDE中添加ESP32开发板数据：  
安装完成后选择：文件>首选项>附加开发板管理器网址 中加入Arduino for esp8266的地址 [https://dl.espressif.com/dl/package\_esp32\_index.json][https_dl.espressif.com_dl_package_esp32_index.json]  
完成网址添加后就可以在：工具>开发板>开发板管理器 中搜索并下载esp32开发板数据包。

## 工具 ##

modus协议校验码计算（RS485）  
串口调试助手（用于修改传感器ID）  
网络调试助手（TCP透传调试）

## 接线 ##

![在这里插入图片描述][2019051711381710.]

数据采集协议：Modbus协议  
OneNet：HTTP协议

## 程序 ##

/*
     * POST Data 1.1
     * 
     */
    
     /************TCP**********************************/
    #include <WiFi.h>
    const char *ssid = "test";//WIFI
    const char *password = "12345678";//WIFI密码
    const char* serverIP = "183.230.40.33"; //欲访问的地址
    uint16_t serverPort = 80;         //服务器端口号
    String url = "http://api.heclouds.com/devices/526038005/datapoints?type=3";//网址 设备ID
    String api="NkjCsVzErzqKLv8pKlWMIG6e8DE=";//api-key
    String post;//http请求
    int Content_Length;
    WiFiClient client; //声明一个客户端对象，用于与服务器进行连接
    /****************************************************/
    
    
    /************数据采集*********************************/
    size_t data_get[5][8]={//指令      id
      {1,3,0,1,0,2,149,203},//TDS值    1
      {2,3,0,8,0,1,5,251},//土壤ph值    2
      {3,3,0,0,0,6,196,42},//温湿度     3
      {4,3,0,5,0,1,148,94},//CO2       4
      {5,3,0,7,0,2,116,78}//光照        5
      };
    //传感器数据
    long tsd_value=0,co2_value=0,lig_value=0;
    float ph_value=0,tem_value=0,hum_value=0;
    String string1,string2,string3,string4;
    int value = 0;
    static unsigned long time_=0;//定义初始发送时间为0
    static unsigned long time_out=0;//定义超时发送时间为0
    /****************************************************/
    
    void setup()
    {
        Serial2.begin(9600);//初始化波特率9600 数据收发串口
        Serial.begin(9600);//                 调试打印串口
        Serial.println();
        
       ;
        Serial.print("Connecting to ");
        Serial.println(ssid);
    
        WiFi.begin(ssid, password);//连接到网络
    
        while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {//等待网络连接成功
            delay(500);
            Serial.print(".");
        }
    
        Serial.println("");
        Serial.println("WiFi connected");
        Serial.print("IP address: ");
        Serial.println(WiFi.localIP());//打印模块IP
    
    }
    
    void loop()
    {
       //获取数组长度
       int len=sizeof(data_get)/sizeof(size_t);
       int len2=sizeof(data_get[0])/sizeof(size_t);
       int len_data=len/len2;
    
        if(millis()-time_>200){//当系统时间大于200ms 0.2s采集一个传感器数据
         for(int j=0;j<8;j++){
          Serial2.write(data_get[value][j]);//向传感器发送指令 
         }
          time_=millis();
        }
        
         
      
      
      if(Serial2.available()){
           value++;//累加 为下一条指令发送
           
           size_t counti = Serial2.available();//串口缓冲器 返回的是缓冲区准确的可读字节数
           uint8_t sbuf[counti];
           Serial2.readBytes(sbuf, counti);//从串口读取指定长度counti的字符到缓存数组sbuf。数组
    //       Serial.write(sbuf,counti);
           delay(50);
           switch (sbuf[0]){//判断传感器ID
           case 1:string1=tohex(int(sbuf[3]));
                  string2=tohex(int(sbuf[4]));
                  tsd_value=todec(string1,string2);
                  Serial.print("tds: ");
                  Serial.println(tsd_value);
                  break;
           case 2:string1=tohex(int(sbuf[3]));
                  string2=tohex(int(sbuf[4]));
                  ph_value=((float)todec(string1,string2))/10;
                  Serial.print("ph: ");
                  Serial.println(ph_value);
                  break;
           case 3:string1=tohex(int(sbuf[3]));
                  string2=tohex(int(sbuf[4]));
                  hum_value=((float)todec(string1,string2))/10;
                  string1=tohex(int(sbuf[5]));
                  string2=tohex(int(sbuf[6]));
                  tem_value=((float)todec(string1,string2))/10;
                  Serial.print("tem: ");
                  Serial.print(tem_value);
                  Serial.print("  hum: ");
                  Serial.println(hum_value);
                  break;
           case 4:string1=tohex(int(sbuf[3]));
                  string2=tohex(int(sbuf[4]));
                  co2_value=((float)todec(string1,string2));
                  Serial.print("CO2: ");
                  Serial.println(co2_value);
                  break;
           case 5:string1=tohex(int(sbuf[3]));
                  string2=tohex(int(sbuf[4]));
                  string3=tohex(int(sbuf[5]));
                  string4=tohex(int(sbuf[6]));
                  lig_value=((float)todec_lig(string1,string2,string3,string4));
                  Serial.print("light: ");
                  Serial.println(lig_value);
                  break;
           }
           
      }
    
      if(millis()-time_out>4000){//采集超时处理
        value=5;
        time_out=millis();
      }
      if(value==len_data){//判断当指令均已发送后
        value=0;//置0  
        Serial.print("connecting to ");//打印连接服务器IP
        Serial.println(serverIP);
    
        // Use WiFiClient class to create TCP connections
        if (!client.connect(serverIP, serverPort)) {//判断是否连接服务器
            Serial.println("connection failed");
            return;
        }else{//连接成功
           Serial.println("connection succ");
           Serial.println();
           String data_value="{\"tem\":"+String(tem_value)+",\"hum\":"+String(hum_value)
              +",\"lig\":"+String(lig_value)+",\"tds\":"+String(tsd_value)
              +",\"CO2\":"+String(co2_value)+",\"soil_ph\":"+String(ph_value)
              +",\"ec\":"+String(tsd_value/0.47)+"}\r\n\r\n";
           Content_Length=data_value.length();
           post=String("POST ")+url+" HTTP/1.1\r\n"+"api-key: "+api+"\r\n"
              +"Host:api.heclouds.com\r\n"+"Connection:close\r\n"+"Content-Length:"
              +String(Content_Length)+"\r\n\r\n"+data_value;
    //          +"{\"tem\":"+String(tem_value)+",\"hum\":"+String(hum_value)
    //          +",\"lig\":"+String(lig_value)+",\"tds\":"+String(tsd_value)
    //          +",\"CO2\":"+String(co2_value)+",\"soil_ph\":"+String(ph_value)
    //          +"}\r\n\r\n";
          
              
              Serial.println(Content_Length);
               Serial.print(post);//串口打印HTTP请求
               client.print(post);//向服务器发送HTTP请求
       
          }
      }
      
      while(client.available()) {//判断WIFI是否有数据
            String line = client.readStringUntil('\r');//读取WIFI数据赋给line
            Serial.print(line);//打印line
              
        }
       
    }
    
    void init_data(){//初始化所有数据，当传感器未采集到数据时，值为0；
      tsd_value=0;
      ph_value=0;
      hum_value=0;
      tem_value=0;
      co2_value=0;
      lig_value=0;
    }
     
    //字符串合并，转为long数据  
    long todec(String string1,String string2){ 
           String str=string1+string2;//合并两个字符串
           int str_len = str.length() + 1;//str字符串长度
           char char_array[str_len];//创建字符数组
           str.toCharArray(char_array, str_len);//将str转为char数组
           long iOut;
           iOut = strtol(char_array, NULL, 16);//将char_array数组以16为long权值 转为long数据
           return iOut;
    }
    
    //字符串合并（光照，转为long数据
    long todec_lig(String string1,String string2,String string3,String string4){   
           String str=string1+string2+string3+string4;
           int str_len = str.length() + 1;
           char char_array[str_len];
           str.toCharArray(char_array, str_len);
           long iOut;
           iOut = strtol(char_array, NULL, 16);
           return iOut;
    }
    
    
    //十进制转十六进制
    String tohex(int n) {
      if (n == 0) {
        return "00"; //n为0
      }
      String result = "";
      char _16[] = {
        '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F'
      };
      const int radix = 16;
      while (n) {
        int i = n % radix;          // 余数
        result = _16[i] + result;   // 将余数对应的十六进制数字加入结果
        n /= radix;                 // 除以16获得商，最为下一轮的被除数
      }
      if (result.length() < 2) {
        result = '0' + result; //不足两位补零
      }
      return result;
    }

## 效果 ##

[https://open.iot.10086.cn/iotbox/appsquare/appview?openid=30ae21ae9de8f1c5b337b4393497dc9d][https_open.iot.10086.cn_iotbox_appsquare_appview_openid_30ae21ae9de8f1c5b337b4393497dc9d]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3NzM4ODM4_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220130/c4be630e62b5477f8562e5d43186cc3f.png
[20190517114031326.]: /images/20220130/3ce5bf5abd114e82b4266b5104447515.png
[20190517114107765.]: /images/20220130/378ea1f1b76540109c1cc2c5d201aa80.png
[https_www.arduino.cc_en_Main_Software]: https://www.arduino.cc/en/Main/Software
[https_dl.espressif.com_dl_package_esp32_index.json]: https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json
[2019051711381710.]: /images/20220130/b4c2ffe71bab4541900204f95e0f3419.png
[https_open.iot.10086.cn_iotbox_appsquare_appview_openid_30ae21ae9de8f1c5b337b4393497dc9d]: https://open.iot.10086.cn/iotbox/appsquare/appview?openid=30ae21ae9de8f1c5b337b4393497dc9d