身份验证

由于一个采集端仅需在云平台新增一次设备，为防止重复新增或设备注销后无法连接，采集端每次联 网成功后将首先向云平台发送查询请求，验证失败才需要新增设备。查询设备详情报文结构如表 2 所示：

 查询成功后，云平台将向采集端返回包含错误代码、创建时间、在线状态、设备 ID、产品编号、最后 登录时间、数据流模板、设备名称等信息的响应报文。

MQTT 协议

本设计中采集端和报警端均采用 MQTT 协议与云平台进行数据交互。MQTT 协议是一种基于发布/订 阅模式的轻量级通讯协议，凭借低代码量、低开销、低带宽占用等优势，广泛应用于物联网、移动应用开 发[13]。 MQTT 协议的特色在于发布/订阅的消息传递机制，在此模式下，多个消息发布者和多个消息订阅者通 过建立在消息代理服务器中的特定主题作为中介相互通信，发布者和订阅者之间不需要建立直接通信连接， 与代理服务器的通信也互不干扰[14]。本设计中，OneNET 云平台作为消息代理服务器，包含“$dp”和 “ERR_CODE”两个主题，前者是云平台数据上报专用主题，后者是自定义的用于发布报警信息的主题。当 二氧化碳培养箱产生报警时，采集端作为消息发布者向“ERR_CODE”主题发布包含温度、二氧化碳浓度、 氧气浓度、报错代码等数据的消息，平台将该主题下的消息自动推送给订阅了该主题的报警端，由报警端 解析数据并向用户发送报警短信。

报警通知

SIM800C 模块发送短信有两种模式，分别是 Text 模式和 PDU 模式。Text 模式收发短信代码简单，实 现容易，但缺点是无法收发中文短信；PDU 模式支持所有手机系统，可以使用任意字符集，但缺点是内容 需要经过特殊编码，生成 PDU 字符串发送，操作复杂。综合考虑，本设计选用 Text 模式发送报警短信。 ESP-12E 通过串口发送 AT 指令控制 SIM800C 模块发送短信的主要流程[15]：1)主机向串口发送“AT”进 行同步测试，SIM800C 返回“OK”表示连接正常；2)发送“AT+CMGF=1”选择文本模式发送短信，返回“OK” 表示设置成功；3)发送“AT+CMGS="手机号"”设置目标用户手机号，返回“>”表示准备接收短信文本；4)发 送短信文本，以十六进制 ASCII 码“1A”结尾；5)发送成功返回“+CMGS:xx\r\n\r\nOK”，“xx”表示发送序列 号（0~255 循环），“\r”、“\n”为转义字符，表示回车、换行。如无特殊说明，AT 指令字符串均以回车换行结尾.