基于node.js中的serialport模块实现无线传感网上位机功能

半个月前的无线传感网课设上位机的实现遇到了很多困难，特写此文章给有需要的朋友一些帮助，欢迎私信探讨

文章目录

前言

本文所要实现的功能以及使用到的技术栈

功能：根据课设要求，当协调器收到信息时，我要解析收到的数据，动态显示出拓扑图，当点击拓扑图节点时，显示该节点的地址以及采集的湿度和温度
技术栈：node.js解决串口通信问题，串口收到的数据通过express框架上传到服务器，前端通过axios请求服务器拿取数据，前端拿到数据后通过echarts渲染拓扑图，前后端通信存在跨域问题，利用代理转发解决
所遇困难：
1. 接收串口数据断断续续，零零散散（后端获取串口数据）
2.访问数据存在跨域问题（前端获取后端数据）
3.echarts拓扑图配置项陌生（数据可视化）
4.下行数据时，需要从前端向后端传输用户指令，不方便利用Post，这里使用Get查询字符串传参
5.下行数据，无法像串口助手一样按十六进制给协调器发指令，这里要对数据进行一个特殊处理

以下是本篇文章正文内容，若要源码参考，私信作者

一、node.js中的serialport模块

serialport是解决串口通信的，可以收到串口传来的数据，也可以实现下行，先来说说如何安装

npm install [email protected]

这里注意一点，serialport这个包版本很多，每个版本的使用方法都不一样，这里给出本文使用的版本号
“serialport”: “^10.4.0”
安装好后，现在就可以开始使用了，给出使用的代码

// 引入串口通信的模块const{ SerialPort }=require('serialport');//打开COM5串口 串口号 波特率 这些都是设置好的 可以查看const serialport =newSerialPort({path:'COM5',baudRate:115200,dataBits:8,},(err)=>{if(err){
        console.log('端口打开失败！');return;}
    console.log('端口打开成功！',serialport.isOpen);});// 监听串口 只要串口有数据发送过来 都会执行回调函数
serialport.on('data',(data)=>{//接收串口传递来的数据
    console.log(data.toString());})//错误监听
serialport.on('error',function(error){
    console.log('error: '+error)})//写入  实现下行数据
 serialport.write('')

写到这就已经可以监听串口了，这里讲一个本人遇到的一个棘手的问题，相信大家都会碰到
就是串口传递过来的数据，会被一段一段的切分开，这样就会很难处理数据，例如： 原数据为01 3D 47 00 00 12 A4 32 33
可能我第一次接收到的就为 01 3 剩下的D 47 00 00 12 A4 32 33 会被遗留到第二次发送，这样数据就会很乱，很难处理
这里给出解决思路：可以定义一个全局数组，把每次来的数据全部压入这个数组中，然后把数组拼接，按照原始数据长度进行切割，切割出来的数据赋值给一个变量，剩下的数据接着放置在数组中，每次来的数据都压入数组内，继续切割，继续压入…循环操作
拿到数据以后进行切割，比如01 3D 47 00 00 12 A4 32 33，01代表类型，47 3D 代表路由器地址，00 00代表协调器地址， A4 12代表终端地址，32、33分别代表终端采集到的温度和湿度，所以01这条数据类型就代表，温湿度数据通过终端发送给了路由器，路由器转发给协调器
我要对数据进行切割，然后给不同的变量赋值，将这些变量通过express框架发送给前端

二、express框架

//导入expressconst express =require('express');//创建express实例对象const app =express()//编写接口
app.get('/zigbee/upo',(req, res)=>{
     res.send({'nodes':[router,terminal1],'lines': lines1
    })})//启动服务
app.listen('8888',()=>{
    console.log('服务器启动成功！');})

写到这后端的事情基本上就做完了，剩下的就是前端来渲染数据，难点是拓扑图，拓扑图是参考csdn上一位大佬的

三、echarts实现拓扑图

这里贴出app.main中所有的代码，包括axios请求数据，渲染拓扑图，给拓扑图注册点击事件
版本号： “echarts”: “^5.4.2”,

<template><div align="center"class="echart-block"><el-row style="padding: 0 1000px 0 1000px"><el-button @click="update1" size="medium" type="primary" round
        >终端1-路由-协调器</el-button
      ><el-button @click="update2" type="success" round>终端2-协调器</el-button></el-row><div style="height: 100%" ref="graphchart"></div><el-input
      type="textarea"class="talk-textarea"
      v-model="message"
      @keyup.enter.native="enterFun"></el-input></div></template><script>import*as echarts from'echarts'import axios from'axios'exportdefault{data(){return{message:'',res:'',option:{},echart:null,nodes:[// symbol 默认为圆形 diamond 菱形 triangle 三角形{name:'协调器',value:[0,0],symbol:'circle'}],lines:[]}},components:{},mounted(){this.drawChart()},methods:{asyncenterFun(){await axios.get(`http://localhost:8081/zigbee/message?message=${this.message}`)},asyncupdate1(){const res =await axios.get('http://localhost:8081/zigbee/upo')
      console.log(res)if(res.data.lines.length ===0){return}for(let i =0; i <2; i++){this.nodes.push(res.data.nodes[i])}for(let i =0; i <4; i++){this.lines.push(res.data.lines[i])}this.echart.clear()this.echart.setOption(this.option)
      console.log(res.data)},asyncupdate2(){const res2 =await axios.get('http://localhost:8081/zigbee/upt')if(res2.data.lines.length ===0){return}this.nodes.push(res2.data.nodes[0])for(let i =0; i <2; i++){this.lines.push(res2.data.lines[i])}this.echart.clear()this.echart.setOption(this.option)
      console.log(res2.data)},drawChart(){this.echart = echarts.init(this.$refs.graphchart)this.option ={tooltip:{trigger:'1'},legend:{textStyle:{fontSize:20},top:'5%',bottom:'30%',left:'center',itemWidth:20,itemHeight:20,data:[{icon:'circle',name:'协调器'},{icon:'diamond',name:'终端'},{icon:'triangle',name:'路由器'}]},title:{text:'无线传感网拓扑图',textStyle:{fontSize:70}},polar:{},// 极坐标系的径向轴radiusAxis:{show:false},// 极坐标系的角度轴angleAxis:{type:'value',min:0,max:360,show:false},series:[{name:'终端',type:'graph',coordinateSystem:'polar',label:{show:true,position:'inside',fontSize:14},// layout:'circular',symbol:'circle',symbolSize:50,symbolPosition:'start',nodes:this.nodes
            // links: this.links},{name:'路由器',type:'lines',coordinateSystem:'polar',zlevel:1,symbol:['none','arrow'],symbolSize:10,polyline:true,effect:{show:true,period:4,smooth:true,trailLength:0.2,symbol:'arrow',// symbol: 'circle',color:'rgba(55,155,255,0.5)',symbolSize:20,loop:true},lineStyle:{normal:{color:'#1DE9B6',width:3,// 线条宽度opacity:0.6,// 尾迹线条透明度curveness:0.3// 尾迹线条曲直度}},data:this.lines
          },{name:'协调器',type:'graph',coordinateSystem:'polar',label:{show:true,position:'inside',fontSize:14},// layout:'circular', symbol: 'circle',symbolSize:50,symbolPosition:'start'}]}this.echart.setOption(this.option)this.echart.on('click',asyncfunction(params){
        console.log('myChart----click---:', params.name)const res =await axios.get('http://localhost:8081/zigbee/data')
        console.log(res.data)switch(params.name){case'路由器':alert('路由器地址为'+ res.data.address3)breakcase'终端1':alert('终端2地址为'+
                res.data.address1 +'\n'+'温度为'+
                res.data.tem1 +'\n'+'湿度为'+
                res.data.humidity1 +'\n'+'历史温度为'+
                res.data.tem1 +'\n'+'历史湿度为'+
                res.data.humidity1
            )breakcase'协调器':alert('协调器地址为'+'00 00')breakcase'终端2':alert('终端2地址为'+
                res.data.address2 +'\n'+'温度为'+
                res.data.tem2 +'\n'+'湿度为'+
                res.data.humidity2 +'\n'+'历史温度为'+
                res.data.historyT2 +'\n'+'历史湿度为'+
                res.data.historyH2
            )break}})}}}</script><style scoped>.echart-block {height: 150vh;}</style>

四、实现下行数据

实现思路： 当用户在输入框内按下回车，则把用户输入的数据传递给后端，让后端发送数据给协调器，说着简单，但是难点在于数据的格式，要如何像串口调试助手一样以十六进制发送给协调器呢？

//前端发送数据给后端  由于express框架 不方便利用post方式传值，所以这里利用查询字符串的方式传递参数asyncenterFun(){await axios.get(`http://localhost:8081/zigbee/message?message=${this.message}`)}

// 后端接收数据 并且处理数据 数据处理好后 通过write方法 发送给协调器
app.get('/zigbee/message',(req, res)=>{//  拿get方式传递过来的参数let str = req.query.message
    strs = str.split(" ");//将一个十六进制报文转为字符数组for(let i =0;i<strs.length;i++){
    
      strs[i]="0x"+strs[i];}//每个字符加上0xlet buffer = Buffer.from(strs);//将数组放到buffer// 发送数据给协调器
        serialport.write(buffer)})

五、成果展示

当有设备加入无线传感网时，更新拓扑图

用户点击拓扑图节点时，显示相关数据

总结

本课设我负责的部分是利用前后端实现上位机，实现思路和逻辑都已交代完全
由于本文设计各类知识点，笔者将自己遇到的困难都写在这儿了，若有疑问，欢迎私信沟通！