物联网综合设计实验智云平台传感器节点协议设定zxbee协议格式定义

一、实验目的

1. 了解 ZXBee 智云通信协议。

2. 掌握 ZXBee 协议格式定义。

3. 掌握智云平台传感器节点协议设定。

二、实验内容

1. 通信协议

1.1 协议说明

智云平台支持物联网无线传感网数据的接入，并定义了物联网数据通信的规范。智云平台采用轻量级的 ZXBee 通信协议，它采用 json 数据格式，更加清晰易懂。

ZXBee 数据通信协议对物联网整个项目从底层到上层的数据段作出了定义，该协议有以下特点：

1）数据格式的语法简单，语义清晰，参数少而精；

2）参数命名合乎逻辑，见名知义，变量和命令的分工明确；

3）参数读写权限分配合理，可以有效抵抗不合理的操作，能够在最大程度上确保数据安全；

4）变量能对值进行查询，可以方便应用程序调试；

5）命令是对位进行操作，能够避免内存资源浪费。

总之，ZXBee 数据通信协议在物联网无线传感网中值得应用和推广，老师和学生也容易在其基础上根据需求进行定制、扩展和创新。

2. 调试工具

2.1 工具介绍

智云数据调试工具 ZCloudWebTools （ DISK-Packages\50- 智云物联工具 \ 调试工具\ZCloudWebTools\index.html）是一款基于智云物联云平台的综合性调试工具，能够进行网络拓扑、实时数据、历史数据、视频监控、自动控制、用户数据等功能进行测试。

三、实验步骤

1. 实验部署

本实验基于 xLab 实验平台来构建一套智能家居系统来理解智云 ZXBee 通信协议，需要准备以下设备（可通过硬件物元仿真平台软件创建虚拟的硬件，也可以使用 xLab 实验平台真实的硬件）：

1）采集类节点（Sensor-A）：采集类传感器包括温湿度、光强、空气质量、气压高度、三轴、距离。

2）控制类节点（Sensor-B）：控制类传感器包括风扇、步进电机、蜂鸣器、LED、RGB、继电器。

3）安防类节点（Sensor-C）：安防类传感器包括火焰、光栅、燃气、人体红外、触摸、振动、霍尔。

2. 原型搭建

2.1 创建项目

可参考实验 1 的原型仿真步骤来创建项目。

2.2 运行项目

可参考实验 1 的原型仿真步骤来运行项目。

3. 数据调试

在硬件物元仿真平台 HSIMS 软件平台运行项目之后，可以使用 ZCloudWebTools 工具进行数据调试：

3.1 采集类 Sensor-A 传感器

1）将 ZCloudWebTools 工具切换到实时数据选项，然后将网关的用户账号和用户密钥填写到相应的账号和密钥位置，点击连接，如下图所示：

2）连接成功后，在 ZCloudWebTools 工具的地址处填写 Sensor-A 的 MAC 地址，在数据处填写Sensor-A节点调试命令，输入{A0=?,A1=?,A2=?,A3=?,A4=?,A5=?,A6=?}命令可以查询Sensor-A的温度、湿度、光强、空气质量、大气压力、跌倒状态、距离数据，点击发送，如下图所示：

3）在 ZCloudWebTools 工具的数据处，可以单个查询任意一个传感器数据信息，例如输入{A0=?}命令查询温度值，点击发送，如下图所示。

4）根据 Sensor-A 节点的协议表，通过命令调试理解 ZXBee 协议。（完成对 Sensor-A 节点的操作之后，可以选择关闭 Sensor-A 传感器，方便后边对其他节点操作的观察）

3.2 控制类 Sensor-B 传感器

1）在 ZCloudWebTools 工具的地址处填写 Sensor-B 的 MAC 地址，在数据处填写 Sensor-B 节点调试命令，输入{OD1=8,D1=?}命令，点击发送，可以打开风扇，如下图所示：

此时观察智云硬件物元仿真平台 HSIMS 的 Sensor-B 栏，风扇图标在一直转动，表明风扇处于开启状态：

2）输入{CD1=8,D1=?}命令，点击发送，关闭风扇，如下图所示：

3）在 ZCloudWebTools 工具的数据处输入{OD1=48,D1=?}命令，点击发送，打开 LED1 和 LED2，如下图所示。

HSIMS 的 Sensor-B 栏，LED1 和 LED2 图标点亮，表明 LED 灯处于二级开启状态。

4）输入{CD1=48,D1=?}命令，点击发送，关闭 LED1 和 LED2，如下图所示：

3.3 安防类 Sensor-C 传感器

检测到报警后，节点会立刻收到报警数据，不需要主动去查询。

例如：当检测到火焰时，观察智云硬件物元仿真平台 HSIMS 的 Sensor-C 栏，火焰状态为 1，表示检测到明火。