身份驗證

由于一個采集端僅需在云平臺新增一次設備，為防止重復新增或設備注銷后無法連接，采集端每次聯 網成功后將首先向云平臺發送查詢請求，驗證失敗才需要新增設備。查詢設備詳情報文結構如表 2 所示：

 查詢成功后，云平臺將向采集端返回包含錯誤代碼、創建時間、在線狀態、設備 ID、產品編號、最后 登錄時間、數據流模板、設備名稱等信息的響應報文。

MQTT 協議

本設計中采集端和報警端均采用 MQTT 協議與云平臺進行數據交互。MQTT 協議是一種基于發布/訂 閱模式的輕量級通訊協議，憑借低代碼量、低開銷、低帶寬占用等優勢，廣泛應用于物聯網、移動應用開 發[13]。 MQTT 協議的特色在于發布/訂閱的消息傳遞機制，在此模式下，多個消息發布者和多個消息訂閱者通 過建立在消息代理服務器中的特定主題作為中介相互通信，發布者和訂閱者之間不需要建立直接通信連接， 與代理服務器的通信也互不干擾[14]。本設計中，OneNET 云平臺作為消息代理服務器，包含“$dp”和 “ERR_CODE”兩個主題，前者是云平臺數據上報專用主題，后者是自定義的用于發布報警信息的主題。當 二氧化碳培養箱產生報警時，采集端作為消息發布者向“ERR_CODE”主題發布包含溫度、二氧化碳濃度、 氧氣濃度、報錯代碼等數據的消息，平臺將該主題下的消息自動推送給訂閱了該主題的報警端，由報警端 解析數據并向用戶發送報警短信。

報警通知

SIM800C 模塊發送短信有兩種模式，分別是 Text 模式和 PDU 模式。Text 模式收發短信代碼簡單，實 現容易，但缺點是無法收發中文短信；PDU 模式支持所有手機系統，可以使用任意字符集，但缺點是內容 需要經過特殊編碼，生成 PDU 字符串發送，操作復雜。綜合考慮，本設計選用 Text 模式發送報警短信。 ESP-12E 通過串口發送 AT 指令控制 SIM800C 模塊發送短信的主要流程[15]：1)主機向串口發送“AT”進 行同步測試，SIM800C 返回“OK”表示連接正常；2)發送“AT+CMGF=1”選擇文本模式發送短信，返回“OK” 表示設置成功；3)發送“AT+CMGS="手機號"”設置目標用戶手機號，返回“>”表示準備接收短信文本；4)發 送短信文本，以十六進制 ASCII 碼“1A”結尾；5)發送成功返回“+CMGS:xx\r\n\r\nOK”，“xx”表示發送序列 號（0~255 循環），“\r”、“\n”為轉義字符，表示回車、換行。如無特殊說明，AT 指令字符串均以回車換行結尾.