任務目標

實現功能：
（1）能夠實時檢測顯示土壤濕度，當需要澆水的時候自動打開灌溉系統，土壤濕度滿足要求后，關閉灌溉系統；
（2）檢測顯示二氧化碳濃度，過高時，通過繼電器打開通風排氣扇，同時將二氧化碳濃度數值傳輸到終端進行提示；
（3）能夠實時檢測顯示土壤酸堿度，超標時候能給出報警并提示；
（4）遠程異地和檢測與控制：傳感器所采集到的信息，通過LoRa模塊發送給網關，網關以有線連接的方式通過WiFi模塊發送給云端，APP可以隨時查看大棚內的二氧化碳濃度、土壤濕度與酸堿度的情況；
（5）系統平時可以處于自動模式工作，當需要修改參數時，可以進行手動模式，手動控制可以通過手機和前端按鍵進行修改，并設置閾值。修改后，將按照新的參數進行工作。

系統設計方案

本系統由LoRa節點，LoRa網關，智能手機3部分組成，整體結構如圖2-1所示。兩個大棚通過LoRa模塊傳輸數據到網關，網關將所有數據整理后上傳到云端。

三塊LoRa模塊通信邏輯設計

本次使用的是正點原子的LoRa模塊，具體配置可以參考手冊進行。為了方便我使用的模式為廣播，只需要將三個LoRa模塊地址、信道、速率相同就可以通信了。由于處于廣播模式下，當一個模塊發送指令時其他另外兩個模塊都會接受到信息，所以在開發板接受到數據的時候需要做一下驗證處理。為了防止數據沖突采用輪詢的方式，輪詢發送數據。例如：將終端節點A1和A2的關鍵字設置為‘DataA1’和‘DataA2’，網關發送關鍵字‘DataA1’給終端節點A1和A2同時接受到了關鍵字‘DataA1’，此時終端節點都進入串口中斷中判斷關鍵字是否需要回復，終端A1判斷為是則回復采集的數據到網關。

LoRa轉WiFi網關設計與實現

網關的主要功能就是接受終端節點的數據、通過WiFi模塊發送數據到云端、下發閾值到終端節點。使用STMF407作為核心的開發板，需要的資源：定時器中斷，外部中斷，串口接受中斷。
按鍵的任務就是負責增加或者減少下發的閾值

串口2中斷接受和處理LoRa模塊發送的數據，串口3中斷是接受和處理WiFi模塊發送的數據（設計思路同串口2）。

定時器4負責輪詢發送關鍵字給LoRa模塊，并由LoRa發送給各終端節點的LoRa模塊。定時器3負責定時發送數據給WiFi模塊，WiFi模塊發送數據到云端。

代碼

LoRa模塊初始化（部分）

#include "lora.h"void LoRa_Init(void){		  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;	  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;	  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC|RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);//使能GPIOC,GPIOF時鐘	  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);//使能SYSCFG時鐘		    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //MD0引腳      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//輸出模式	    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽輸出      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100M      GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;//下拉      GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOE2,3,4		    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; //AUX引腳      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//普通輸入模式      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100M      GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;//下拉      GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);//初始化			  SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOF, EXTI_PinSource6);//PC0 連接到中斷線0		  /* 配置EXTI_Line0 */			  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;//外部中斷0       NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x00;//搶占優先級0	  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x02;//子優先級2	  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = DISABLE;//使能外部中斷通道	  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//配置	 	 LORA_MD0=0;	  LORA_AUX=0;			  while(LORA_AUX)//確保LORA模塊在空閑狀態下(LORA_AUX=0)	  {		 delay_ms(100);	 	  }	  Lora_uart_init(115200);//初始化串口3	 	  LORA_MD0=1;//進入AT模式	  delay_ms(15);		while(Lora_setCmd("AT/r/n","OK",0))			;	  delay_ms(5);		Lora_Clear();		delay_ms(5);		while(Lora_setCmd("AT+ADDR=01,23/r/n","OK",0))			;		delay_ms(5);		while(Lora_setCmd("AT+WLRATE=24,5/r/n","OK",0))			;		delay_ms(5);	  LORA_MD0=0; //進入透傳模式		Lora_uart_init(9600);		delay_ms(10);}

串口三接受中斷

void USART3_IRQHandler()                	//串口3中斷服務程序{	u8 Res;	if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中斷(接收到的數據必須是0x0d 0x0a結尾)	{		Res =USART_ReceiveData(USART3);//(USART1->DR);	//讀取接收到的數據		//printf("%d",Res);		if(counts == 0)		{			Lora_Clear();		}		read_bufs[counts++] = Res;		//判斷格式			if(Res == 0xfe)			{				counts = 0;			}			else if(Res == "}")			{				counts = 0;				USART_Cmd(USART3, DISABLE);//關閉				#if 0				printf("%s/r/n",read_bufs);				#endif				Lora_Rx_data();//解析數據				USART_Cmd(USART3, ENABLE);//打開			}		if(counts>500)		{			counts = 0;		}		USART_ClearFlag(USART3, USART_IT_RXNE);  }	} 

串口二接受中斷

void USART2_IRQHandler(void)                	//串口2中斷服務程序{	u8 Res;	if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中斷(接收到的數據必須是0x0d 0x0a結尾)	{		Res =USART_ReceiveData(USART2);//(USART1->DR);	//讀取接收到的數據		if(counts_2 == 0)		{			wifi_Clear();		}		read_bufs_HC[counts_2++] = Res;		//判斷數據格式		if(Res == "{")		{			counts_2 = 0;		}		else if(Res == "}")		{			counts_2 = 0;			USART_Cmd(USART2, DISABLE);//關閉			printf("%s/r/n",read_bufs_HC);			HC25_Rx_Data();           //解析數據			USART_Cmd(USART2, ENABLE);//開啟		}		if(counts_2>200)		{			counts_2 = 0;		}		USART_ClearFlag(USART2, USART_IT_RXNE);		   } }

定時器三中斷

void TIM3_IRQHandler(void){	if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)==SET) //溢出中斷	{		if(STA==0){			//Jason數據格式				sprintf(jason," {/n "          "/"CO2_1/":%d,"          "/"CO2pre_1/":%d,"          "/"PH_1/":%d,"          "/"PHpre_1/":%d,"          "/"SoilHum_1/":%d,"          "/"SoilHumpre_1/":%d,"          "/"CO2_2/":%d,"          "/"CO2pre_2/":%d,"          "/"PH_2/":%d,"          "/"PHpre_2/":%d,"          "/"SoilHum_2/":%d,"          "/"SoilHumpre_2/":%d"             "/n}",data.CO2_data,data.CO2_data_Pre,data.PH,data.PH_Pre,data.Soil,data.Soil_Pre		,data1.CO2_data,data1.CO2_data_Pre,data1.PH,data1.PH_Pre,data1.Soil,data1.Soil_Pre);					HC25_setData(jason); //發數據		}	}	TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);  //清除中斷標志位}

定時器四中斷

void TIM4_IRQHandler(void){	char tx_buff[80];	char tx_buf2[80];	if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_Update)==SET) //溢出中斷	{		TX_time++; //輪詢標志位				switch(TX_time){			case TX_TIME://等于1				if(TX_1){//判斷預設值發送標志位					sprintf(tx_buff,"0xfeDATA:%d:%d:%d:%d:%d:%d}",CO2Pre1,SoilPre1,PHPre1,Water_IT1,Fan_IT1,Beef_IT1);					Lora_setData(tx_buff);					TX_1=0;					TXcope1=1;				}else				Lora_setData("0xfeTX1:A}/r/n");//輪詢關鍵字1				break;			case TX_TIME+TIME_ADD://等于2				if(TX_2){//判斷預設值發送標志位				     sprintf(tx_buf2,"0xfedataer:%d:%d:%d:%d:%d:%d}",CO2Pre2,SoilPre2,PHPre2,Water_IT2,Fan_IT2,Beef_IT2);					Lora_setData(tx_buf2);					TX_2=0;					TXcope2=1;				}			     else 					Lora_setData("0xfetxer:b}/r/n");							     TX_time=0;//輪詢標志位								break;			default:				  break;		}	}	TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update);  //清除中斷標志位}

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