1、物联网综合设计6.1 农业土壤调节系统（LoRa）EducationSolutions目录ContentsInternet+系统开发目标系统底层软硬件设计系统Android应用设计系统Web应用设计系统开发验证22:12/3l 系统功能设计说明农业土壤调节系统分析农业土壤调节系统功能设计分两个大模块：设备采集控制、系统设置。设备采集功能模块：通过温湿度传感器采集数据推送到智云数据中心。系统设置功能模块：服务器ID、IDKey、服务器地址参数设置与连接；传感器MAC地址获取与设置；系统软件版本查询与显示。22:12/4l 系统功能需求表设计农业土壤调节系统分析农业土壤调节系统，能够实时控制水泵的
2、开关将控制结果主动发送至节点。通过实时的将温湿度传感器采集数据推送到智云数据中心，Android 移动客户端和 web 端在获得这些数据后，用户就能够随时随地了解土壤状态，从而实现农业土壤调节系统的设计。22:12/5l 系统总体架构设计农业土壤调节系统分析农业土壤调节系统采用智云物联网项目架构进行设计，整个系统框架如下图所示：22:12/6系统通信过程农业土壤调节系统传输过程分为三部分：传感节点，网关，客户端（Android，Web），通信流程图如下图所示：22:12/7系统硬件说明本项目中主要使用到的传感器是以下 2 种：1）温湿度传感器：型号：HTU21D，数字信号输出，IIC 通信接口
3、。测量范围：-40125，5%RH95%RH；2）继电器控制：输出无线节点的两路继电器接口，支持 5V 电源开关控制；温湿度传感器、继电器原理图如下：22:12/8系统底层开发框架智云物联平台硬件层支持 ZigBee、BLE、Wi-Fi、LoRa、NB-IoT、LTE 等多种无线传感网的接入，本项目使用LoRa传感网进行开发。22:12/9l 数据通信协议农业土壤调节系统硬件开发本项目主要使用的是采集类传感器模块sensor-a和控制类传感器模块sensor-b，其ZXBee协议定义如下：22:12/10硬件驱动程序分析传感器驱动代码分析22:12/11l 项目工程框架农业土壤调节系统软件开发
4、（Android）AndroidStudio开发环境中看到的本项目的工程目录列表如下：22:12/12l 系统工程框架介绍农业土壤调节系统软件开发（Android）22:12/13l 程序流程分析农业土壤调节系统软件开发（Android）根据智云Android应用编程接口定义，系统的应用设计主要采用实时数据API接口，程序框架如下：22:12/14l 程序分析软件开发（Android）22:12/15农业土壤调节系统软件开发（Web）l 页面功能结构分析Web应用默认显示运营首页，首页上设计有光照数据显示模块、补光灯控制模块、遮阳帘控制模块、模式切换模块、光照阈值设备模块共五个模块实现农业土壤
5、调节管理。22:12/16农业土壤调节系统软件开发（Web）l 页面功能结构分析历史数据页面可以查询显示的历史数据。22:12/17农业土壤调节系统软件开发（Web）l 页面功能结构分析更多信息页面的功能主要是智云服务连接配置界面，本页面分为三个子功能，通过列表进行切换显示，“IDKey”列表项通过设置智云服务ID与IDKey调用智云Web应用接口连接到智云服务器。“MAC设置”列表项显示设备MAC地址。“MAC设置”列表项显示版本信息与升级。22:12/18l 程序分析软件开发（Web）22:12/19l 硬件设备部署农业土壤调节系统部署测试农业土壤调节系统硬件环境主要是使用XLab实验箱中
6、的经典型无线节点ZXBeeLiteB，采集类传感器Sensor-A、控制类传感器Sensor-B，Android智能网关。请参照实验箱的使用说明书进行设备间的连接操作，设备连接完成后示意图如下,本项目需要使用采集类传感器Sensor-A节点板、控制类传感器Sensor-B节点板：22:12/20l 移动端应用安装农业土壤调节系统部署测试Android网关设备使用USB数据连接线通过OTG接口与PC的USB接口进行连接。连接成功后我的电脑中会出现如下图设备：打开电脑识别的内存设备，拷贝“实验代码10-SoilRegulationSoilRegulaion.apk”到android网关。Andro
7、id应用安装成功后，如下图所示：l Web端应用安装楼宇通风控制系统的 Web 端应用无需安装，打开项目”实验代码10-SoilRegulationSoilRegulation-web”目录下的 index.html 文件在 chrome 浏览器中运行显示。22:12/21l Web端应用测试农业土壤调节系统部署测试在chrome浏览器中打开本项目的index.html文件，主界面显示如下：22:12/22l Web端应用测试农业土壤调节系统部署测试这时系统设备的右上角状态显示为“离线”，需要通过“更多信息”界面设置服务器ID与IDkey连接智云服务器。22:12/23l Web端应用测试农业土壤调节系统部署测试连接服务器成功后切换到系统主界面可看到设备状态更新为“在线“：22:12/24l Web端应用测试农业土壤调节系统部署测试设备在线后可以通过水泵的按钮实时控制设备开关：22:12/25l Web端应用测试农业土壤调节系统部署测试土壤温度历史数据的查询显示。22:12/26l Web端应用测试农业土壤调节系统部署测试土壤湿度历史数据的查询显示。22:12/27l 移动端应用测试农业土壤调节系统部署测试移动端应用操作同web端应用操作流程基本一致，可参考本项目的移动端应用测试进行操作。
