自定义协议的智能家居节点实现

发布于 2022-08-10 20:40:39 浏览：650 订阅该版

[tocm]

# 前言
本文是作为“基于RT-Thread+RA6M4的智能家居网关”的一个补充。链接如下：  
[基于RT-Thread+RA6M4的智能家居网关](https://club.rt-thread.org/ask/article/d4a6d17536e6ae7e.html "基于RT-Thread+RA6M4的智能家居网关")  
在简易智能家居网关的实现中，网关会给多个节点分配唯一的地址，从而管理多个设备节点。为了达到这个目的，网关需要对节点的加入建立连接，在建立连接的过程确认唯一地址。网关会保存已加入网络的所有设备节点，只有加入到网络中的节点才能收发网关数据。另外，为了保证网络中节点的实时性，加入了心跳机制。  
在本文中，主要是针对该简易网关实现了一个可加入网络的节点程序。该程序基于stm32f103c8t6实现，只有8k ram，因此使用RT-Thread Nano版本。同时，搭载了aht10温湿度传感器或bh1750光感。

# 软件实现  
由于节点程序实现较为简单，本文只介绍几个关键的点：  
1. 建立连接 
在“基于RT-Thread+RA6M4的智能家居网关”中，已经介绍了建立连接的过程流程图，在建立连接的过程，节点会先随机初始化一个16位地址，并携带该地址发送连接的请求给网关。若该地址在网络中已存在，则网关会发送重新连接的命令返回，此时，节点则需要重新初始化一个随机地址，再重新发送连接请求给网关，不断循环这样的过程，直到地址唯一。  
这里需要注意的一点是，当检测到地址冲突时，实际上意味着此时有2个lora节点地址是冲突的，此时2个lora节点都能收到重新初始化的命令。为了解决这一点，当lora节点配置地址成功并接入网络时，需标志自身加入网络成功，加入网络成功后则不会再处理重新连接的命令。   
由于加入网络成功后不会再进行重新连接，因此，如果网关在某一时候突然断电，则此时节点也需重新上电。

2. 心跳机制
心跳是由节点每隔一定时间发出的，当网关超过一定时间没收到该节点心跳时，会判定该节点离线。心跳的间隔时间需要通过调试确定。

3. 驱动健壮性
lora模块驱动可能会存在并发问题。例如中断、多线程间的并发。需要通过互斥量进行同步控制。

# 代码地址  
https://gitee.com/bigbear2021/rt-thread_stm32_lora_node