【RT Thread作品秀】基于物联网云平台的智能监测 电路方案

【RT-Thread作品秀】基于物联网云平台的智能环境监测设计作者:赵帅 概述智能环境监测系统基于 STM32H7系列芯片开发,通过光照传感器与温湿度传感器采集环境中的光照与温湿度数据,通过WIFI将系统采集到的环境数据实时的上传至物联网云平台,也可以通过PC端软件实时的监控环境数据。该系统适用于家庭、办公室、教室等场所的进行环境监控,该系统具有实时性高、功耗低,丢包率低,随时随地监控数据等特点,是一个实用的设计。 开发环境下位机:硬件:stm32f407-atk-explorer 扩展板:DHT11温湿度传感器,BH1750光照传感器,板载AP6212 WIFI模块 RT-Thread版本:RT-Thread V 4.0.3 开发工具及版本:RT-Sudio 上位机: Qt版本:Qt5 开发工具:Qt Creator4.11.0 RT-Thread使用情况概述内核部分:调度器,信号量,事件集 调度器:创建多个线程来实现不同的工作。 信号量:用来同步线程。 事件集:通知数据采集完成 组件部分:IIC框架, Sensor框架,SAL 套接字抽象层 IIC框架:驱动光照传感器,获取光照强度数据 Sensor框架:将温湿度传感器注册到sensor上。使用该框架提高了代码的复用性。 SAL套接字抽象层:该组件实现了对不同网络协议栈或网络实现接口的抽象,并对上层提供一组标准的API接口,方便网络应用的开发与稳定性。 软件包部分: cJSON:C语言实现的极简的解析 JSON 格式的软件包。 Onenet:RT-Thread 针对 OneNET 平台连接做的的适配,通过这个软件包,可以让设备在 RT-Thread 上非常方便的连接 OneNet 平台,完成数据的发送、接收、设备的注册和控制等功能。 pahomqtt,:本软件包是在 Eclipse paho-mqtt 源码包的基础上设计的一套 MQTT 客户端程序。 Webclient:提供设备与 HTTP Server 的通讯的基本功能。 硬件框架使用stm32h7做为系统主控,通过外接dht11传感器、bh1750传感器来采集外界的温湿度数据与光照强度。 使用AP6211wifi模块,实现设备的联网,以及连接云平台的功能。 软件框架说明下位机流程图: 上位机流程图: 上位机数据的获取是通过调用OneNet云平台的API接口来获取数据,因此需要使用HTTP协议。在QT中,QNetworkAccessManager类可以完成基于HTTP协议的数据传输。既可以向网络发送请求,也可以接收网络的应答。但是,具体的网络请求需要通过QNetworkRequest类实现,网络的应答通过QNetworkReply类来实现。在数据获取成功之后,通过调用QT中JSON相关的API函数,根据数据格式匹配出相应的环境数据。之后发送dataSignal()信号,执行setVallue槽函数将数据显示在用户界面上。通过定时器来定时发送get请求,实现数据实时更新的目的。流程图如下图所示。 软件模块说明art_mqtt_init_entry:初始化 mqtt,初始化成功后,释放信号量,通知ArtOneNetUploadThread线程可以向OneNet发送数据。 art_onenet_upload_entry:线程接收到事件后,将数据发送至OneNet云平台 art_dht11_read_entry:温湿度数据采集线程,采集到数据后发送事件 art_bh1750_read_entry:光照采集线程,采集到数据后发送事件 演示效果演示视频 代码地址(附件为代码地址,下载后打开可见)比赛感悟通过这次RT-Thread x STM32 全连接创意创客大赛,增加了我的实际动手能力。 在这次比赛中,通过 RT-Thread官网上的文档中心,让我学到了多线程及其调度、信号量、邮箱、消息队列、内存管理、定时器等知识点,也了解了多线程的编程技术。通过这次比赛,让我对这些知识点有了进一步的理解。 由于rt-thread提供了各种传感器相关的软件包支持,这是使我能够快速完成一个项目的重要原因。如果没有这些软件包,项目到开发将不会如此之快。感谢rt-thread社区提供的开源软件包。