一、硬件环境分析
要有分层意识、数据流意识
二、软件环境分析·
根据数据流向分析软件框架
软件框架也分为三部分：数据采集部分、A9数据采集与处理部分、Web显示部分
数据上行：
Zigbee —— > A9 ： Zigbee采集数据 ——> 填充到结构体 ——> 数据采集线程
A9 —— > Web ：数据刷新线程 ——> 共享内存、信号量 ——> cgi进程 ——> html (cgi进程完成C语言和html语言的交互)
数据下行：
Web ——> A9 ： html ——> cgi进程 ——> 消息队列 ——> 主线程 __接收用户请求线程 |——>LED线程
|------>蜂鸣器线程
|------>GPRS线程
A9 ——> Zigbee：主线程 __接收用户请求线程 |——>Zigbee线程
三、通信协议制定
分层分析：
web网页端显示部分：
环境信息 === 实时刷新环境数据
摄像头采集图像 === 采集监控信息
硬件控制 === 下发要去控制的命令
A9数据处理部分
创建进程、线程
每条线程做自己的事情
涉及到进程间通信
数据处理===>分发（上行数据 or 下行数据）
A9-ZigBee数据采集部分
A9采集部分
ZigBee采集部分
(STM32平台)
数据流分析·：
数据上传：
数据下发：
制定通信的协议（结构体）：
数据要怎么上传，上传的目的是为了什么？
数据要怎么下发，下发的目的又是为了什么？
数据的上传： ====> 共享内存上传数据 ====> 显示并交给用户查看环境信息
数据的下发用于控制硬件：====> 消息队列下发数据 ===> 控制硬件改变环境
更具体的分层分析：
web网页端显示部分：
环境信息： adc电压数据
mpu6050的六轴数据
温度
湿度
摄像头采集图像：
硬件控制： 风扇
LED灯
蜂鸣器
GPRS ==== 发短信或打电话
A9数据处理部分
数据流向分析：
1、ZigBee(采集终端)-->A9（处理平台）
2、A9（处理平台）-->网页（显示平台）
3、网页（显示平台）-->A9（处理平台）
4、A9（处理平台）--->ZigBee(采集终端)
A9-ZigBee采集部分
外设驱动 --------在应用层去获取外设的状态或数据
A9--------- 蜂鸣器 ------------------蜂鸣器报警
LED灯 ------------------卧室-厕所-楼道-公共照明 --------LED2-LED3-LED4-LED5
按键 ------------------按键触发中断---控制卧室和厕所灯-----LED2-LED3
ADC -----------------获取ADC的采样数据
mpu6050 ------------------获取MPU6050的六轴数据
zigbee------adc ------主---协调器
风扇 ------从---终端节点 下发命令控制风扇
温湿度 ------从---终端节点 上传温湿度数据
(光敏)
小结： | | | |
| ZigBee | A9 | web |
| | | |
| adc | 蜂鸣器 | 环境信息：-----------------adc电压数据
| 风扇 | LED灯 | 摄像头采集:-----usb摄像头 mpu6050的六轴数据
| 温湿度 | 按键 | 硬件控制： |------风扇 温度
| （光敏） | ADC | | LED灯 湿度
mpu6050 蜂鸣器
四路led灯模拟数码管 GPRS
四路led灯模拟数码管
具体数据流分析：
数据流分析：
数据上传：
ZigBee |
温湿度数据 |
A9 |
ADC采集 |-----------上传这些数据
加速计数据 |
陀螺仪数据 |
摄像头 |
视频流图像 |
数据下发：
ZigBee： |
风扇 |
A9： |
蜂鸣器 |-----打开设备节点控制硬件
LED灯 |
四路LED灯模拟的数码管 |
GPRS： |
3G通信模块 |
宏定义设备文件：
#define GPRS_DEV "/dev/ttyUSB0"
#define ZIGBEE_DEV "/dev/ttyUSB1"
#define BEEPER_DEV "/dev/fsbeeper0"
#define LED_DEV "/dev/fsled0"
制定通信协议结构体：
1、数据的上传：
数据类型定义：
typedef uint8_t unsigned char; =======参考：
typedef uint16_t unsigned short;
typedef uint32_t unsigned int;
//考虑到内存对齐的问题
struct makeru_zigbee_info{
uint8_t head[3]; //标识位: 'm' 's' 'm' makeru-security-monitor
uint8_t type; //数据类型 'z'---zigbee 'a'---a9
------------->crc ...加密算法 <--------------
float temperature; //温度
float humidity; //湿度
float tempMIN;//温度下限
float tempMAX;//温度上限
float humidityMIN; //湿度下限
float humidityMAX; //湿度上限
uint32_t reserved[2]; //保留扩展位，默认填充0
//void *data; 内核预留的扩展接口 参考版
};
struct makeru_a9_info{
uint8_t head[3]; //标识位: 'm' 's' 'm' makeru-security-monitor
uint8_t type; //数据类型 'z'---zigbee 'a'---a9
uint32_t adc；
short gyrox; //陀螺仪数据,16位精度
short gyroy;
short gyroz;
short aacx; //加速计数据,16位精度
short aacy;
short aacz;
uint32_t reserved[2]; //保留扩展位，默认填充0
//void *data; 内核预留的扩展接口 参考版
};
//将A9-info结构体和Zigbee-info结构体进行再次封装
struct makeru_env_data{
struct makeru_a9_info a9_info;
struct makeru_zigbee_info zigbee_info;
};
//所有监控区域的信息结构体
struct env_info_client_addr
{
struct makeru_env_data monitor_no[MONITOR_NUM]; //数组 老家---新家
};
2、数据的下发：（采用消息队列的方式下发数据到下位机上）
数据的下发用于控制硬件：
man msgsnd
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,
int msgflg);
消息队列用于通信的结构体： 包括数据类型和数据
将消息队列封装成函数，直接通过参数传递的方式来发送信息：
int send_msg_queue(long type,unsigned char text)
{
struct msg msgbuf;
msgbuf.type = 1L;
msgbuf.msgtype = t; //具体的消息类型
msgbuf.text[0] = text; //控制命令字
if(msgsnd(msgid,&msgbuf,sizeof(msgbuf) - sizeof(long),0) == -1){
perror("fail to msgsnd type2");
exit(1);
}
return 0;
}
struct msgbuf {
long mtype; /* message type, must be > 0 */
char mtext[1]; /* message data */
};
//消息队列结构体
#define QUEUE_MSG_LEN 32
struct msg
{
long type; //从消息队列接收消息时用于判断的消息类型 ==== 暂时不用 1L===home1 2L===home2 ...
long msgtype;//具体的消息类型 === 指代控制的设备，是什么类型的设备
unsigned char text[QUEUE_MSG_LEN];//消息正文 ====> CMD 控制指定的设备
};
long msgtype;//具体的消息类型
消息类型的分配：
1L: LED控制
2L: 蜂鸣器控制
3L: 四路LED灯模拟的数码管
4L: 风扇
5L: 温湿度最值设置
6L-7L-8L-9L,用于个人的扩展
10L: 3G通信模块-GPRS
switch(msgbuf.msgtype){
case 1L: ... break;
....
default .... break;
}
3、控制命令的制定：
消息队列接收消息：
msgrcv (msgid, &msgbuf, sizeof (msgbuf) - sizeof (long), 1L, 0);
解析buf中的数据：
printf ("Get %ldL msg\n", msgbuf.msgtype);
printf ("text[0] = %#x\n", msgbuf.text[0]);
A9-ZIGBEE通用指令
命令格式：一个字节，unsigned char 对应消息队列中正文的类型：
(unsigned char 每两位只能表示4种设备，若要增加可用unsigned int)
8位
----------------------------------------
7 6 | 5 4 | 3 2 1 0
平台编号 | 设备编号 | 操作设备
----------------------------------------
位数 7654 3210
0 0 0x0000 0000
0 1 0x0100 0000
1 0 0x1000 0000
1 1 0x1100 0000
平台编号
0x00 0号-ZigBee平台
0x40 1号-A9/A53平台
0x80 2号-STM32平台（可以自己扩展）
0xc0 3号-avr arduino....保留(如果平台继续增多的话可以采用2个字节或多个字节来对设备进行
唯一的编号，比如A9类下的1号平台，2号平台，先分类，然后再具体标识设备)
----------------------------------------
设备编号 操作掩码
0x00 LED 0x00 全部关闭
0x01 全部打开
0x02 打开LED2
0x03 打开LED3
0X04 打开LED4
0x05 打开LED5
0X10 打开流水灯
----------------------------------------
0x10 蜂鸣器 0x00 关闭
0x01 打开
0x02 自动报警关闭
0x03 自动报警打开
----------------------------------------
0x20 风扇 0x00 关闭风扇
0x01 打开风扇
----------------------------------------
0x30 数码管 0x0~0xF 显示0~F数字(四盏灯，对应0000-表示0,0001-表示1....1110-表示14)
0x0f 关闭数码管 led2-3-4-5
----------------------------------------
控制命令：
平台编号 + 设备编号 + 操作掩码 = 命令 (命令的封装)
例如：
0x00 + 0x20 + 0x01 = 0x21 风扇打开
0x40 + 0x10 + 0x01 = 0x51 蜂鸣器打开
0x40 + 0x30 + 0x08 = 0x78 数码管显示8
0x40 + 0x30 + 0x0f = 0x7f 关闭数码管
a 高位数据，b代表低位数据
short c
unsigned char a ,b;
c = a | b;
c = a + b;
上行：封装的结构体====共享内存和信号量 ===>交给CGI（C语言和HTML语言之间的转化接口）===>交给HTML
下行：封装的命令字====消息队列 ====>msgbuf msgsnd===>控制命令字封装在msgsnd的msgbuf中 ===>A9端解析==>向下控制硬件