Seeed_IoTea

IoTea的节点代码和PCB图。 点我查看原始数据。

主要器材清单

网关

• LoRa LoRaWAN Gateway - 868MHz Kit with Raspberry Pi 3
• Raspberry Pi Ultimate Cooling Dual Fan

节点

• Seeeduino LoRaWAN
• BME 280 空气温湿度传感器
• Dust sensor
• CO2 sensor
• O2 sensor
• Digital Light Sensor
• Soil Moisture & Temperature Sensor

代码部分：

1. 数据格式

节点向网关上传的数据为：

unsigned char Lora_data[15] = {0,1,2,3,,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14};

各项数据含义：

• Lora_data[0]：空气温度，摄氏度
• Lora_data[1]：空气湿度，百分比
• Lora_data[2]：海拔高度高8位，米
• Lora_data[3]：海拔高度低8位
• Lora_data[4]：CO2浓度高8位
• Lora_data[5]：CO2浓度低8位
• Lora_data[6]：灰尘浓度高8位
• Lora_data[7]：灰尘浓度低8位
• Lora_data[8]：光照强度高8位
• Lora_data[9]：光照强度低8位
• Lora_data[10]：氧气含量，单位为千分之一
• Lora_data[11]：土壤温度，摄氏度
• Lora_data[12]：土壤湿度，百分比
• Lora_data[13]：电池电压，单位为0.1V
• Lora_data[14]：错误代码

错误代码含义：

Lora_data[14] = [bit7, bit6, bit5, bit4, bit3, bit2, bit1, bit0]

• bit0：1 为 BME 280 空气温湿度传感器错误
• bit1：1 为 CO2 传感器错误
• bit2：1 为灰尘传感器错误
• bit3：1 为 Digital Light Sensor 错误
• bit4：1 为氧气传感器数据错误
• bit5：1 为土壤温湿度传感器错误
• bit6：保留
• bit7：保留

另外本文件夹内有错误代码转换器：Error_code_transform.exe ，可以打开这个.exe文件并输入十六进制的错误代码，然后就得到了传感器错误类型。

2. 参数调节

1. 数据发送运行周期

// seeedtea.ino
#define interval_time 600			//间隔时间，秒

更改此参数可改变数据发送间隔。在每次循环中，数据采集需耗时约 1 分钟，不建议将此值改为60秒以内。值越大，系统运行越省电。

2. 灰尘传感器预热时间

// seeedtea.ino
#define Preheat_time 30000			//Dust Sensor预热时间，单位 ms
//Dust_other.cpp
#define sampletime_ms 30000		//采样时间30s;

灰尘传感器需要一定预热时间来让传感器内的空气流动起来。

3. 电压系数

//POWER_Ctrl.cpp
#define Battery_coefficient 0.159864	//ADC读数乘以这个系数就是电池电压
#define Solar_coefficient   0.22559	  //ADC读数乘以这个系数就是太阳能电压

4. 风扇参数调节

//POWER_Ctrl.cpp
#define Fan_start_temp 45     //风扇开始运行温度
#define Fan_start_light 500   //风扇开始运行光照强度

5. 氧气传感器参数

//Oxygen.cpp
#define O2_percentage 208.00  //初始化时会按照这个值校准氧气传感器，单位为千分之一

6. 宏开关，注释后会停止相应模块工作

// seeedtea.ino
#define LORA_RUN      //注释后lora初始化和数据发送停止
#define SENSOR_RUN    //注释后外部传感器停止工作

//POWER_Ctrl.cpp
#define FAN_ON        //使用一个固定的电池电压代替采集到的电池电压，解除电压对风扇的判断
                      //测试使用。实际应用需注释掉
/******* DS18B20 模式控制 **********************/
#define Slower_Mode		//慢速模式获取温度。注释掉即为快速模式

7. 引脚定义

D2：接 LED 指示灯和外部复位单片机

I2C：SCL 和 SDA

//Dust_other.h
#define Dust_pin 3

//CO2.cpp
#define CO2_serial Serial1    //CO2 传感器使用D0和D1硬件串口

//seeedtea.ino
#define dataPin 6   //土壤水分和温度传感器数据引脚
#define clockPin 7  //土壤水分和温度传感器时钟引脚

//POWER_Ctrl.h
#define DS18B20_pin 8   //板载温度传感器
#define Fan_pin 9       //风扇引脚
#define Air_CtrlPin 10  //空气传感器控制引脚
#define Soil_CtrlPin 11 //土壤传感器控制引脚
#define Battery_pin A2  //电池电压采集引脚
#define Solar_pin A3    //太阳能电压采集引脚

//Oxygen.h
#define O2_pin A1

8. 看门狗定时器

看门狗定时器用于监测系统运行状态，当系统运行异常时会复位单片机，从而使其可以长期不间断运行。

需要引用的库：

• Adafruit_SleepyDog.h 已经添加进项目中
• Adafruit_ASFcore-master.zip 打包放在项目文件夹中，需要手动添加进Arduino IDE中

相关函数：

1. 使能看门狗

int WatchdogSAMD::enable(int maxPeriodMS, bool isForSleep)

输入参数：

• int maxPeriodMS：等待时间，单位毫秒。超时会复位。最大允许16000毫秒。

返回值：

• int类型，返回实际等待时间

2. 复位看门狗

void WatchdogSAMD::reset()

输入参数：无

输出参数：无

调用该函数来复位看门狗定时器，简称“喂狗”。超出等待时间未复位就会使单片机重启。

3. 停止看门狗

void WatchdogSAMD::disable()

停止看门狗定时器。

3. 传感器详细信息

1. Temp&Humi&Barometer Sensor

供电：5Vor3.3V

参数范围：温度-40-85℃ 湿度0%-100% 气压300-100hPa

IIC通信，地址0X76，

相关函数：bme280.getTemperature(), bme280.getHumidity(), bme280.getPressure()

Lora_data[0]： 温度 Lora_data[1]： 湿度

Lora_data[2]：高8位Lora_data[3]：低8位 气压

2. Dust Sensor（PPD42NS）

供电：5V 单位：pcs/L或pcs/0.01cf

相关函数：Dust_value = Dust_concentration()

Lora_data[6]：高8位 Lora_data[7]：低8位 灰尘

3. Carbon Dioxide Sensor(MH-Z16)

供电：4.5V-6V 范围：0-2000ppm

UART通信

相关函数：unsigned int CO2_dataRecieve(void)

Lora_data[4]：高8位 Lora_data[5]：低8位 CO2浓度

4. Digital Light Sensor

供电：5V 范围0.1-40000LUX

IIC通信，地址 0X29,

相关函数：TSL2561.readVisibleLux()

Lora_data[8]：高8位 Lora_data[9]：低8位 光照

5. Oxygen Sensor(ME2-O2-Ф20)

供电：3.3V/5V 范围：0-25%

读模拟值

int O2_value()

Lora_data[10] 氧气浓度（通过该函数获得的值要除以10，得到百分比）

6. Soil Moisture & Temperature Sensor

供电：3.3V 范围：温度-40-+123.8℃ 湿度0-100%

sht1x.readTemperatureC() sht1x.readTemperatureF() sht1x.readHumidity()

Lora_data[11] 土壤温度 Lora_data[12] 土壤湿度