物联网课程设计-Zigbee组网及基于WiFi的传感器数据获取

一、基本说明

中国北方某高校16级课程设计硬件部分设计的基本思路：
物联网开发箱
本次课设使用的是开发箱的Zigbee模块（屏幕左面的6个模块）和arm板（右上角屏幕做WiFi数据传输）实现Zigbee组建网状网络，采集传感器数据并通过arm板外接usb无线网卡将数据传到pc，最后对url中的json格式传感器数据进行解析得到我们想要的数据并存入数据库。

二、Zigbee组建网状网络

使用IAR对对应模块烧写ZStack-CC2530-r200代码
（Github链接[https://github.com/bobo-0oer/ZStack-CC2530-r200.git]）
选择不同模块烧写以后会自动组建网络（根据信号的强弱各节点选择信号较强的路由器或协调器进行组网）烧写过程就不多BB了。
网络拓扑图
值得注意的是：如图所示的就是网状网，不过其各节点的连线代表的只是数据传输的路径，而不是只有显示为网状才叫网状网。现在如果关闭其中一个节点（除协调器）其他模块会自行重新组建网络进行数据传输，完成指定功能。

自此，Zigbee组建网状网络已经完成。

三、Wifi数据传输

这一部分主要使用arm板，其里面自带Qt程序可以作为实验箱上数据传输的服务器，多用户提供多个API接口：
请自行更换IP地址

http://192.168.10.130/topo.html为Zigbee网络拓扑展示
http://192.168.10.130/cgi-bin/topology2.cgi为拓扑信息的json格式数据
http://192.168.10.130/cgi-bin/node.cgi为json格式的传感器数据
http://192.168.10.130/cgi-bin/send_node.cgi目测为控制部分使用，我也不太清楚这个干什么。。。

实验箱上WiFi传输信息的配置和应用：

在这里插入图片描述
地址设置选择手动，配置好IP、子网掩码、网关后点应用接着点立即生效

此时屏幕右下角会显示出你的IP地址，打开WiFi可以看到你的热点名称（前提是插了usb无线网卡）…用pc连接热点，之后打开上面的网址会得到你想要的信息。

自此WiFi数据传输部分也基本结束。

四、python解析json数据并存入数据库

先上代码：

import json
import time
import urllib.request
import pymysql


def get_record(url):
    resp = urllib.request.urlopen(url)
    HardwareData = json.loads(resp.read())

    nowTime=time.strftime("%H:%M:%S")
    # print("当前时间为：" + nowTime)

    for counter in HardwareData:
        # print(counter['macAddr'])
        if counter['macAddr']=='DCE15305004B1200':
            print("协调器工作正常！")
        elif counter['macAddr']=='1DE25305004B1200':
            print("路由1工作正常！")
        elif counter['macAddr']=='56DD5305004B1200':
            print("路由2工作正常！")
        elif counter['macAddr']=='3DE25305004B1200':
            temperature=counter['funcList'][0]
            humidity=counter['funcList'][1]
            print("温度为：", temperature['data'])
            print("湿度为：", humidity['data'])
        elif counter['macAddr']=='DBDD5305004B1200':
            # print(counter['funcList'])
            illumination=counter['funcList'][0]
            # print(illumination['data'])
            print("光照强度为：", illumination['data'])
        elif counter['macAddr'] == 'AD625305004B1200':
            print("控制节点工作正常！")
        else:
            print("网络连接错误，请重试！")

    # print(temperature['data'], humidity['data'],illumination['data'])

    db = pymysql.connect("localhost", "root", "050014", "zigbee")
    cursor = db.cursor()
    sql = "INSERT INTO zigbeedata(time, temperature, humidity, illumination)VALUES('%s','%s','%s','%s')" % (
        nowTime, temperature['data'], humidity['data'], illumination['data'])
    cursor.execute(sql)
    db.commit()
    print("存入数据库成功！")


if __name__ == '__main__':
    while True:
        print(get_record('http://192.168.10.130/cgi-bin/node.cgi'))
        time.sleep(5)

写这段代码的基本思路为：

从http://192.168.10.130/cgi-bin/node.cgi获取通过WiFi传输回来的json格式的传感器数据

if __name__ == '__main__':
    while True:
        print(get_record('http://192.168.10.130/cgi-bin/node.cgi'))
        time.sleep(5)

写一个死循环，只要执行一次循环就会向网页请求一次数据，这样就可以解决网页端不会自己刷新数据的问题了
time.sleep(5)：作用就是每5秒执行一次循环

2.接收json格式的数据
网页上json数据
3. json数据解析思路

我们可以看到在上图中每一条数据有：
nwkAddr属性，为其网络地址，会在每次重新连接时改变
parAddr属性，为其父节点地址，也会随着拓扑结构的改变而改变
macAddr属性，为其网络地址，只要没人偷你的zigbee芯片，绝对不会变
funcList属性，为每个节点的信息及数据

 if counter['macAddr']=='DCE15305004B1200':
            print("协调器工作正常！")
        elif counter['macAddr']=='1DE25305004B1200':
            print("路由1工作正常！")
        elif counter['macAddr']=='56DD5305004B1200':
            print("路由2工作正常！")
        elif counter['macAddr']=='3DE25305004B1200':
            temperature=counter['funcList'][0]
            humidity=counter['funcList'][1]
            print("温度为：", temperature['data'])
            print("湿度为：", humidity['data'])
        elif counter['macAddr']=='DBDD5305004B1200':
            # print(counter['funcList'])
            illumination=counter['funcList'][0]
            # print(illumination['data'])
            print("光照强度为：", illumination['data'])
        elif counter['macAddr'] == 'AD625305004B1200':
            print("控制节点工作正常！")
        else:
            print("网络连接错误，请重试！")

因此这个循环使用每个节点的物理地址作为获取数据的依据

其次json格式数据本质就是一个列表，在python中只需要对列表的操作即可提取到想要的数据

4.数据存入数据库

 db = pymysql.connect("localhost", "root", "050014", "zigbee")
    cursor = db.cursor()
    sql = "INSERT INTO zigbeedata(time, temperature, humidity, illumination)VALUES('%s','%s','%s','%s')" % (
        nowTime, temperature['data'], humidity['data'], illumination['data'])
    cursor.execute(sql)
    db.commit()
    print("存入数据库成功！")

配置数据库，将需要的数据存入就OK了。

运行截图：在这里插入图片描述
数据库截图：

之后需要使用传感器数据的时候只需要从数据库取出来就行了！

希望对大家有一定帮助！最后祝大家考研顺利！

posted @ 2019-08-24 14:12 博0_oer~ 阅读(265) 评论(0) 编辑收藏举报

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