背景介紹

溫度、濕度、光照是農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖中十分重要的參數(shù)，該方案基于農(nóng)業(yè)的大棚溫室養(yǎng)殖，用星火一號開發(fā)板制作了一套物聯(lián)網(wǎng)溫室報警系統(tǒng)。

本方案使用RT-Thread Studio實現(xiàn)軟件工程、配置、調(diào)試。

本項目作為華南理工大學嵌入式夏令營結(jié)營任務(wù)，項目成員來自華南理工大學大二微電子、集成電路、智能制造專業(yè)。

硬件選擇

外設(shè)與傳感器選擇

在這個方案中，我們需要使用以下外設(shè)和傳感器：

STM32F407芯片：作為主控制器，負責整個系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)處理。它具有足夠的處理能力和豐富的外設(shè)接口。

AHT10溫濕度傳感器：用于檢測溫度和濕度數(shù)據(jù)。我們使用I2C協(xié)議與STM32F407芯片進行通信，將采集的溫濕度數(shù)據(jù)傳輸給主控制器。

AP3216光照傳感器：用于檢測光照強度。它也通過I2C協(xié)議與STM32F407芯片進行通信，將采集的光照數(shù)據(jù)傳輸給主控制器。

RW007 Wifi模塊：用于無線數(shù)據(jù)傳輸。它是一款高性價SPI的Wi-Fi模塊，提供基于802.11b/g/n的高速無線數(shù)據(jù)傳輸功能，減低高速Wi-Fi模塊的應(yīng)用門檻。

技術(shù)功能

線程傳輸設(shè)置

在線程之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括：

從AHT10溫濕度傳感器讀取的溫度和濕度數(shù)據(jù)。

從BH1750光照傳感器讀取的光照強度數(shù)據(jù)。

閾值數(shù)據(jù)，用于設(shè)置溫度、濕度和光照的報警閾值。

報警狀態(tài)，用于判斷是否觸發(fā)蜂鳴器報警。

在物聯(lián)網(wǎng)溫室報警系統(tǒng)中，主控制器線程可以通過共享內(nèi)存或消息隊列來接收傳感器數(shù)據(jù)和閾值數(shù)據(jù)。然后，通過網(wǎng)絡(luò)模塊將數(shù)據(jù)上傳到云平臺時，可以使用套接字進行數(shù)據(jù)傳輸。

此外，通過信號量或互斥量進行同步，將數(shù)據(jù)傳輸給報警線程。報警線程根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進行判斷并控制蜂鳴器開關(guān)。

程序運行邏輯

程序運行步驟為：

主控制器線程讀取傳感器數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)模塊上傳到云平臺。

云平臺接收到數(shù)據(jù)后，進行分析和處理。根據(jù)預設(shè)的閾值進行判斷，確定是否觸發(fā)報警。

云平臺生成相應(yīng)的信號，并將信號發(fā)送回主控制器。

主控制器線程接收到云平臺發(fā)送的信號，根據(jù)信號控制蜂鳴器的開關(guān)狀態(tài)。

通過這種方式，可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控和控制功能。主控制器將傳感器數(shù)據(jù)上傳到云平臺，云平臺進行分析后，返回信號給主控制器來控制蜂鳴器。

這樣，可以在云端實現(xiàn)更復雜的數(shù)據(jù)分析和決策，并實現(xiàn)遠程控制的功能。

程序流程圖

項目進展

線程

rt_thread1_entry 云平臺報警線程
rt_thread1_entry 云平臺報警線程
rt_thread2_entry 本地執(zhí)行命令線程
semaphore_sample 信號量初始化

OneNet數(shù)據(jù)可視化

實現(xiàn)OneNet分析數(shù)據(jù)、傳輸命令

當前項目是利用OneNet監(jiān)測、傳輸數(shù)據(jù)給星火一號，再進行本地分析、發(fā)出控制命令。如果可以做進一步的優(yōu)化，可以直接使用OneNet進行數(shù)據(jù)分析。