配置¶
为了方便对单片机进行配置，我们专门设置了一个配置文件config.hpp,其中集成了大多数可以配置的参数。
Tip
值得注意的是，为了方便采样控制，我们把一些采样相关的全局变量也放在了配置文件中。这样可以方便地在其他文件中引用和修改这些变量。
主节点示例
#pragma once
#include <Arduino.h>
/* Node Information */
#define GATEWAY // for main node
// #define LEAFNODE // for sensor node
#define NODE_ID 100 // GATEWAY should be 100
// #define NODE_ID 1 // for LEAFNODE: 1, 2
// #define NODE_ID 2
#define NUM_NODES 2 // Total number of nodes in the network
/* WiFi Credentials */
#define WIFI_SSID "Shaun's Iphone"
#define WIFI_PASSWORD "cshw0918"
/* MQTT Configurations */
#define MQTT_CLIENT_ID "GATEWAY"
// #define MQTT_CLIENT_ID "LEAFNODE1"
// #define MQTT_CLIENT_ID "LEAFNODE2"
#define MQTT_BROKER_ADDRESS "8.222.194.160"
#define MQTT_BROKER_PORT 1883
#define MQTT_USERNAME "ArduinoNode"
#define MQTT_PASSWORD "Arduino123"
#define MQTT_TOPIC_PUB "ArduinoNode/node"
#define MQTT_TOPIC_SUB "ArduinoNode/server"
// Sensing Variables
extern uint64_t sensing_scheduled_start_ms; // Scheduled sensing start time (Unix ms)
extern uint64_t sensing_scheduled_end_ms; // Scheduled sensing end time (Unix ms)
extern uint32_t sensing_rate_hz; // Sensing rate in Hz
extern uint32_t sensing_duration_s; // Sensing duration in seconds
extern uint32_t default_sensing_rate_hz; // Default sensing rate in Hz
extern uint32_t default_sensing_duration_s; // Default sensing duration in seconds
extern uint16_t parsed_freq; // Parsed frequency from command
extern uint16_t parsed_duration; // Parsed duration from command
extern float cali_scale_x; // Calibration scale for X-axis
extern float cali_scale_y; // Calibration scale for Y-axis
extern float cali_scale_z; // Calibration scale for Z-axis
/* Serial Configurations */
// #define DATA_PRINTOUT // Enable data printout to Serial
// === Function Declaration ===
void print_node_config();
子节点示例
#pragma once
#include <Arduino.h>
/* Node Information */
// #define GATEWAY // for main node
#define LEAFNODE // for sensor node
// #define NODE_ID 100 // GATEWAY should be 100
#define NODE_ID 1 // for LEAFNODE: 1, 2
// #define NODE_ID 2
#define NUM_NODES 2 // Total number of nodes in the network
/* WiFi Credentials */
#define WIFI_SSID "Shaun's Iphone"
#define WIFI_PASSWORD "cshw0918"
/* MQTT Configurations */
// #define MQTT_CLIENT_ID "GATEWAY"
#define MQTT_CLIENT_ID "LEAFNODE1"
// #define MQTT_CLIENT_ID "LEAFNODE2"
#define MQTT_BROKER_ADDRESS "8.222.194.160"
#define MQTT_BROKER_PORT 1883
#define MQTT_USERNAME "ArduinoNode"
#define MQTT_PASSWORD "Arduino123"
#define MQTT_TOPIC_PUB "ArduinoNode/node"
#define MQTT_TOPIC_SUB "ArduinoNode/server"
// Sensing Variables
extern uint64_t sensing_scheduled_start_ms; // Scheduled sensing start time (Unix ms)
extern uint64_t sensing_scheduled_end_ms; // Scheduled sensing end time (Unix ms)
extern uint32_t sensing_rate_hz; // Sensing rate in Hz
extern uint32_t sensing_duration_s; // Sensing duration in seconds
extern uint32_t default_sensing_rate_hz; // Default sensing rate in Hz
extern uint32_t default_sensing_duration_s; // Default sensing duration in seconds
extern uint16_t parsed_freq; // Parsed frequency from command
extern uint16_t parsed_duration; // Parsed duration from command
extern float cali_scale_x; // Calibration scale for X-axis
extern float cali_scale_y; // Calibration scale for Y-axis
extern float cali_scale_z; // Calibration scale for Z-axis
/* Serial Configurations */
// #define DATA_PRINTOUT // Enable data printout to Serial
// === Function Declaration ===
void print_node_config();
如上面代码所示，配置文件中包含了节点信息、WiFi凭据和MQTT配置等。
除去配置信息以外，配置文件还定义了打印信息的函数print_node_config()，用于在串口输出当前节点的配置信息，具体定义在config.cpp文件中。
#include "config.hpp"
uint64_t sensing_scheduled_start_ms = 0;
uint64_t sensing_scheduled_end_ms = 0;
uint32_t default_sensing_rate_hz = 200;
uint32_t default_sensing_duration_s = 300;
uint32_t sensing_rate_hz = default_sensing_rate_hz ;
uint32_t sensing_duration_s = default_sensing_duration_s;
uint16_t parsed_freq = 0;
uint16_t parsed_duration = 0;
float cali_scale_x = 1.0f; // Calibration scale for X-axis
float cali_scale_y = 1.0f; // Calibration scale for Y-axis
float cali_scale_z = 1.0f; // Calibration scale for Z-axis
void print_node_config()
{
Serial.println("=== Node Configuration Info ===");
#ifdef GATEWAY
Serial.println("Node Type : GATEWAY");
#endif
#ifdef LEAFNODE
Serial.println("Node Type : LEAFNODE");
#endif
Serial.print("Node ID : ");
Serial.println(NODE_ID);
Serial.print("Total Nodes : ");
Serial.println(NUM_NODES);
Serial.println("------ WiFi ------");
Serial.print("SSID : ");
Serial.println(WIFI_SSID);
Serial.print("Password : ");
Serial.println(WIFI_PASSWORD);
Serial.println("------ MQTT ------");
Serial.print("Client ID : ");
Serial.println(MQTT_CLIENT_ID);
Serial.print("Broker Addr : ");
Serial.println(MQTT_BROKER_ADDRESS);
Serial.print("Broker Port : ");
Serial.println(MQTT_BROKER_PORT);
Serial.print("Username : ");
Serial.println(MQTT_USERNAME);
Serial.print("Password : ");
Serial.println(MQTT_PASSWORD);
Serial.print("Pub Topic : ");
Serial.println(MQTT_TOPIC_PUB);
Serial.print("Sub Topic : ");
Serial.println(MQTT_TOPIC_SUB);
Serial.println("===============================");
}
节点模式¶
对于无线传感器网络而言，有两种概念：网关节点（GATEWAY）和传感器节点（LEAFNODE）。对应的，我们有两个宏来定义节点类型，从而实现代码中的条件编译。
Tip
在配置文件中，两个宏GATEWAY和LEAFNODE是互斥的。你只能选择其中一个来定义你的节点类型。
节点编号¶
每个节点都有一个唯一的编号，网关节点的编号为100(与子节点不同即可)，传感器节点的编号从1到NUM_NODES。你可以通过修改NODE_ID宏来设置当前节点的编号。
WiFi凭据¶
每个节点都需要连接到WiFi网络，因此需要提供WiFi的SSID和密码。你可以在配置文件中修改WIFI_SSID和WIFI_PASSWORD宏来设置你的WiFi凭据。
Warning
由于Arduino功能限制，目前并不支持连接到校园网络等企业级WiFi网络。请使用家庭或个人WiFi网络。建议使用手机热点，在配置文件中设置WIFI_SSID和WIFI_PASSWORD为手机热点的SSID和密码。
MQTT配置¶
每个节点都需要连接到MQTT服务器，因此需要提供MQTT的相关配置。你可以在配置文件中修改以下宏：
MQTT_CLIENT_ID: 设置当前节点的MQTT客户端ID。网关节点为GATEWAY，传感器节点为LEAFNODE1、LEAFNODE2等。MQTT_BROKER_ADDRESS: 设置MQTT服务器的地址。使用代码中默认的地址即可。MQTT_BROKER_PORT: 设置MQTT服务器的端口。使用代码中默认的端口即可。MQTT_USERNAME: 设置MQTT服务器的用户名。使用代码中默认的用户名MQTT_PASSWORD: 设置MQTT服务器的密码。使用代码中默认的密码。MQTT_TOPIC_PUB: 设置MQTT服务器的发布主题。使用代码中默认的主题即可。MQTT_TOPIC_SUB: 设置MQTT服务器的订阅主题。使用代码中默认的主题即可。
Warning
请确保节点模式，节点编号，和MQTT客户端ID一致，此外，请确保其他信息正确无误，否则可能会导致节点无法正常工作。