用C语言写一个基于NB-IoT通信的智慧井盖系统程序,该系统依靠onenet NB开发板上的M5310通信模块与onenet云平台实现通信连接。系统共包含三种传感器:水深传感器、气体浓度传感器、三轴加速度传感器。其中,水深传感器测量井下水深,气体浓度传感器测量井下有害气体浓度,三轴加速度传感器测量井盖倾角。如果水深、有害气体浓度超过阈值,井盖倾角程度非水平,则报警。
时间: 2024-03-22 16:40:21 浏览: 65
好的,我会提供一个基于NB-IoT通信的智慧井盖系统程序的代码示例,供您参考。
首先,我们需要引入必要的头文件和宏定义:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <math.h>
#define SERIAL_PORT "/dev/ttyUSB0" // 串口号
#define BAUD_RATE 9600 // 波特率
#define ONE_NET_DEVICE_ID "xxxx" // 设备ID
#define ONE_NET_API_KEY "xxxx" // API KEY
#define WATER_DEPTH_THRESHOLD 50 // 水深阈值
#define GAS_CONCENTRATION_THRESHOLD 30 // 有害气体浓度阈值
#define TILT_ANGLE_THRESHOLD 5 // 倾角阈值
```
接下来,我们需要定义传感器数据结构体:
```c
typedef struct {
int water_depth; // 水深,单位cm
int gas_concentration; // 有害气体浓度,单位ppm
int tilt_angle_x; // X轴倾角,单位°
int tilt_angle_y; // Y轴倾角,单位°
int tilt_angle_z; // Z轴倾角,单位°
} sensor_data_t;
```
然后,我们需要定义一些辅助函数:
```c
// 从串口中读取一行数据
int read_line_from_serial_port(int fd, char* buf, int buf_size) {
int i = 0;
char c = '\0';
int n = 0;
while ((i < buf_size - 1) && (c != '\n')) {
n = read(fd, &c, 1);
if (n > 0) {
if (c == '\r') {
continue;
}
buf[i] = c;
i++;
}
}
buf[i] = '\0';
return i;
}
// 向串口发送数据
void write_to_serial_port(int fd, const char* data, int data_len) {
write(fd, data, data_len);
}
// 获取当前时间戳
long long get_current_timestamp() {
struct timespec ts;
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
return (long long)ts.tv_sec * 1000 + (long long)ts.tv_nsec / 1000000;
}
// 将传感器数据转换为JSON格式
void encode_sensor_data_to_json(const sensor_data_t* data, char* json_buf, int buf_size) {
snprintf(json_buf, buf_size, "{\"water_depth\":%d,\"gas_concentration\":%d,\"tilt_angle_x\":%d,\"tilt_angle_y\":%d,\"tilt_angle_z\":%d}",
data->water_depth, data->gas_concentration, data->tilt_angle_x, data->tilt_angle_y, data->tilt_angle_z);
}
```
然后,我们需要定义读取传感器数据的函数:
```c
// 读取水深传感器数据
int read_water_depth_sensor_data() {
// 使用ADC模块读取水深传感器数据
// 返回值为水深,单位cm
}
// 读取气体浓度传感器数据
int read_gas_concentration_sensor_data() {
// 使用ADC模块读取气体浓度传感器数据
// 返回值为有害气体浓度,单位ppm
}
// 读取三轴加速度传感器数据
void read_tilt_angle_sensor_data(int* x, int* y, int* z) {
// 使用I2C模块读取三轴加速度传感器数据
// 返回值为X轴倾角、Y轴倾角和Z轴倾角,单位°
}
```
接下来,我们需要定义上传传感器数据到onenet云平台的函数:
```c
// 上传传感器数据到onenet云平台
void upload_sensor_data_to_onenet(const sensor_data_t* data) {
int fd = open(SERIAL_PORT, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
if (fd < 0) {
printf("Failed to open serial port %s\n", SERIAL_PORT);
return;
}
// 设置串口参数
struct termios options;
tcgetattr(fd, &options);
cfsetispeed(&options, BAUD_RATE);
cfsetospeed(&options, BAUD_RATE);
options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
options.c_cflag &= ~PARENB;
options.c_cflag &= ~CSTOPB;
options.c_cflag &= ~CSIZE;
options.c_cflag |= CS8;
options.c_cc[VMIN] = 1;
options.c_cc[VTIME] = 0;
tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);
// 连接到onenet云平台
char cmd_buf[256];
snprintf(cmd_buf, sizeof(cmd_buf), "AT+MIPLCREATE=\"127.0.0.1\",5683,\"%s\",\"%s\"\r\n", ONE_NET_DEVICE_ID, ONE_NET_API_KEY);
write_to_serial_port(fd, cmd_buf, strlen(cmd_buf));
// 等待连接成功
char buf[256];
while (1) {
int len = read_line_from_serial_port(fd, buf, sizeof(buf));
if (len <= 0) {
continue;
}
if (strstr(buf, "OK") != NULL) {
break;
}
if (strstr(buf, "ERROR") != NULL) {
printf("Failed to connect to onenet\n");
close(fd);
return;
}
}
// 上传传感器数据
char json_buf[256];
encode_sensor_data_to_json(data, json_buf, sizeof(json_buf));
snprintf(cmd_buf, sizeof(cmd_buf), "AT+MIPLCREATEOBJ=3303,0,%d,%s\r\n", strlen(json_buf), json_buf);
write_to_serial_port(fd, cmd_buf, strlen(cmd_buf));
// 等待上传成功
while (1) {
int len = read_line_from_serial_port(fd, buf, sizeof(buf));
if (len <= 0) {
continue;
}
if (strstr(buf, "OK") != NULL) {
break;
}
if (strstr(buf, "ERROR") != NULL) {
printf("Failed to upload sensor data to onenet\n");
close(fd);
return;
}
}
close(fd);
}
```
最后,我们需要定义检查传感器数据并报警的函数:
```c
// 检查传感器数据并报警
void check_sensor_data_and_alert(const sensor_data_t* data) {
if (data->water_depth > WATER_DEPTH_THRESHOLD) {
printf("Water depth exceed threshold, alert!\n");
// 报警
}
if (data->gas_concentration > GAS_CONCENTRATION_THRESHOLD) {
printf("Gas concentration exceed threshold, alert!\n");
// 报警
}
if (fabs(data->tilt_angle_x) > TILT_ANGLE_THRESHOLD || fabs(data->tilt_angle_y) > TILT_ANGLE_THRESHOLD || fabs(data->tilt_angle_z) > TILT_ANGLE_THRESHOLD) {
printf("Tilt angle exceed threshold, alert!\n");
// 报警
}
}
```
最后,我们可以编写主函数,如下所示:
```c
int main() {
while (1) {
sensor_data_t data;
data.water_depth = read_water_depth_sensor_data();
data.gas_concentration = read_gas_concentration_sensor_data();
read_tilt_angle_sensor_data(&data.tilt_angle_x, &data.tilt_angle_y, &data.tilt_angle_z);
upload_sensor_data_to_onenet(&data);
check_sensor_data_and_alert(&data);
sleep(60); // 每60秒上传一次数据并检查并报警
}
return 0;
}
```
这样,我们就完成了一个基于NB-IoT通信的智慧井盖系统程序。代码中的注释已经比较详细,您可以根据自己的需要进行修改和调整。
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