组网通信与云服务器

设备间组网与添加节点

针对于使用场景的不同，大范围农田可以选择使用SX1260／ SX1278 LORA进行组网。小范围类似大棚，可以选用ZigBee或者蓝牙mesh。ZigBee和蓝牙mesh都有自组网功能，数据交换和节点添加相对简单。

如果选用的LORA模块，笔者个人建议使用应答模式的星型网组网（图6）。每个节点的地址使用Apollo2 mcu 自带的chip ID作为参照。数据交替通过主节点对单个节点发出心跳指令，子节点唤醒后获取各类数据并上传，然后等待应答，如果应答超时，既丢包，重复发送如果仍无法收到，将会发给备用主节点报错。

同理，如果主节点发送心跳指令没有数据应答，会进行等待、重发，长时间无应答会将该地址节点踢出循环列表同时给服务器发出报错。

图6

LORA通信暂不支持自组网功能。该功能相对简单，主节点广播发出添加节点模式，子节点待命等待主节点单个检索地址。每个检索完毕的地址，都会退出添加节点模式。当主节点检索完所有已知节点后，会二次发出新节点广播。二次收到的新节点就主动循环给主节点发送自己的地址。直到主节点发送应答才结束。

设备与服务器通信

TCP（Transmission Control Protocol） 传输控制协议。TCP是主机对主机层的传输控制协议，提供可靠的连接服务，采用三次握确认建立一个连接。TCP标志位有6种 标示：

SYN（synchronous建立连接）

ACK（acknowledgement 确认）

PSH（push传送）

FIN（finish结束）

RST（reset重置）

URG（urgent紧急）

Sequence number（顺序号码）

Acknowledge number（确认号码）。

流程如图7所示：

第一次握手：客户端发送syn包（syn＝j）到服务器，并进入SYN＿SEND状态，等待服务器确认；

第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack＝j＋1），同时自己也发送一个SYN包（syn＝k），即SYN＋ACK包，此时服务器进入SYN＿RECV状态；

第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK（ack＝k＋1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。握手完成后，两台主机开始传输数据了。

图7

主节点，通过转接口模块接入互联网，同时模块设置好TCP／IP 协议进行传输。对于服务端的TCP／IP 协议，笔者使用的是SocketAsyncEventArgs类进行编写。SocketAsyncEventArgs是．net提供的关于异步socket类。也就是高性能复用IO。对比与传统socket，使用该类编写的Server性能和吞吐量都有很大的提升。初始化代码如下：

启动，socket监听代码：

图9

在使用socket通信时，如果长时间没有数据交互。服务器是会直接断连。笔者这里使用双应答模式。服务器向智能硬件发送心跳包，智能硬件应答并上传数据。如果中间因为网络或者各方面原因失去连接。智能硬件会根据定时器设置主动向服务器发送确认连接信号，如果无应答，既断连。智能硬件将会重新启动TCP协议。多次连接失败将会发出链接异常警报，提醒人工进行排查。

文章来源：润欣科技Fortune公众号