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基于CH32V103R 開發(fā)板的室內環(huán)境檢測

室內環(huán)境是我們與我們息息相關,因而對它的了解也就是一件十分必要的事情。并通過數(shù)據(jù)搭配物聯(lián)網家居來實時調節(jié)我們的生活環(huán)境,該作品以CH32V103R為處理核心,通過數(shù)字式傳感器的配合來獲取環(huán)境的溫度、光照強度、大氣壓等,除外通過A/D轉換器與模擬量傳感器的配合可檢測土壤濕度等狀態(tài),只是所用的傳感器存在差異而已,在結構上不存在其他方面的變化。為了便于標記檢測的時間點,所用的是片內的RTC計時器。為了體現(xiàn)檢測儀器的便攜式特點,該作品可利用串口為數(shù)據(jù)傳送的中介,以支持2種形式的應用,即:借助無線透傳模塊以進行數(shù)據(jù)的無線傳輸;通過對數(shù)據(jù)進行協(xié)議的封裝,可上傳到電腦以實現(xiàn)界面的控件驅動顯示,如指針式表盤、刻度計及進度球等顯示形式。另外,還可控制MP3語音模塊來播報當前的功能處理等。

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項目簡介
室內環(huán)境是我們與我們息息相關,因而對它的了解也就是一件十分必要的事情。并通過數(shù)據(jù)搭配物聯(lián)網家居來實時調節(jié)我們的生活環(huán)境,該作品以CH32V103R為處理核心,通過數(shù)字式傳感器的配合來獲取環(huán)境的溫度、光照強度、大氣壓等,除外通過A/D轉換器與模擬量傳感器的配合可檢測土壤濕度等狀態(tài),只是所用的傳感器存在差異而已,在結構上不存在其他方面的變化。為了便于標記檢測的時間點,所用的是片內的RTC計時器。為了體現(xiàn)檢測儀器的便攜式特點,該作品可利用串口為數(shù)據(jù)傳送的中介,以支持2種形式的應用,即:借助無線透傳模塊以進行數(shù)據(jù)的無線傳輸;通過對數(shù)據(jù)進行協(xié)議的封裝,可上傳到電腦以實現(xiàn)界面的控件驅動顯示,如指針式表盤、刻度計及進度球等顯示形式。另外,還可控制MP3語音模塊來播報當前的功能處理等。
硬件說明
  1. CH32V103R開發(fā)板,作為整個系統(tǒng)的主控,其多線程,速度快,在物聯(lián)網的應用中具有得天獨厚的優(yōu)勢。

  2. MG995舵機,用于模擬窗簾的閉合。

  3. esp8266(esp01s),作為wifi模塊,主要用于mqtt服務,是物聯(lián)網不可或缺的一環(huán)。

  4. 紅外傳感器,用于感受光照,當檢測到光照時,舵機將自動閉合(拉上窗簾)。

  5. dht11,溫度濕度傳感器,用于獲取溫度和濕度。

  6. 繼電器,用于連接220v用電器的開關。

IMG_1439.JPG

軟件說明

軟件部分使用了雙線程作為整個系統(tǒng)的架構

第一個線程為整個系統(tǒng)的主要部分,包括了mqtt的連接,訂閱,以及處理微信小程序發(fā)送的信息。

第二個線程為單片機向微信小程序發(fā)送信息的部分,定時獲取dht11的溫度濕度,并且把這些數(shù)據(jù)發(fā)送到微信小程序端。

數(shù)字式傳感器

為進行環(huán)境檢測,所有的數(shù)字式傳感器為光強傳感器BH1750和溫度氣壓傳感器BMP085,這2個器件均以I2C接口的方式工作。

這2個傳感器所占用的引腳為:

BH1750

SCK--- PA6

SIN--- PB7

BMP085

SCL--- PF0

SDA--- PB0

串行通訊

板上可供數(shù)據(jù)傳送的串口為UART1,其引腳功能為:

TX1--- PA4

RX1--- PA3

A/D轉換及傳感器

板上可直接使用A/D轉換的引腳為ADC0所對應的PA5,用它連接外部的模擬量傳感器以檢測外部環(huán)境的狀態(tài),如土壤濕度、所含的氣體和氣味等。

數(shù)字式傳感器檢測

讀取光照強度檢測值的函數(shù)為:

void Get_Sunlight_Value()
{
    int dis_data=0;
    float temp;
    char i=0;
    unsigned int sd;
    Single_Write_BH1750(0x01);
    Single_Write_BH1750(0x10);
    rt_thread_mdelay(180);
    Multiple_Read_BH1750();
    for(i=0;i<3;i++)   dis_data=BUF[0];
    dis_data=(dis_data <<8)+BUF[1];
    temp=(float)dis_data/1.2;
    sd=temp;
    OLED_ShowString(0,2,"Sunlight=     lx",16);
    OLED_ShowNum(72,2,sd,5,16);
}


讀取溫度與氣壓的函數(shù)為:

long bmp085ReadTemp(void)
{
      BMP085_Start();
      BMP085_Send_Byte(BMP085_SlaveAddress);
      while(BMP085_Wait_Ack()){}
      BMP085_Send_Byte(0xF4);
      while(BMP085_Wait_Ack()){}
      BMP085_Send_Byte(0x2E);
      while(BMP085_Wait_Ack()){}
      BMP085_Stop();
      rt_thread_mdelay(10);
      return (long) Multiple_read(0xF6);
}
 
long bmp085ReadPressure(void)
{
    long pressure = 0;
    BMP085_Start();
    BMP085_Send_Byte(BMP085_SlaveAddress);
    while(BMP085_Wait_Ack()){}
    BMP085_Send_Byte(0xF4);
    while(BMP085_Wait_Ack()){}
    BMP085_Send_Byte(0x34);
    while(BMP085_Wait_Ack()){}
    BMP085_Stop();
    rt_thread_mdelay(10);
    pressure = Multiple_read(0xF6);
    pressure&= 0x0000FFFF;
    return pressure;
}


模擬量采集

實現(xiàn)模擬量采集的程序為:

    adc_dev = (rt_adc_device_t)rt_device_find(ADC_DEV_NAME);
    if (adc_dev == RT_NULL)
    {
        while(1);
    }
    else{
    ret = rt_adc_enable(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);
    }

    while(k==2)
    {
            value = rt_adc_read(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL);
            LCD_ShowString(80,12, "value=",RED);
            LCD_ShowNum(128,12,value,5,RED);
            vol = value * REFER_VOLTAGE /CONVERT_BITS;
            LCD_ShowString(80,32, "U = . V",RED);
            LCD_ShowNum(104,32,vol/10,1,RED);
            LCD_ShowNum(120,32,vol%10,1,RED);
            rt_thread_mdelay(800);
            if(rt_pin_read(S2)==PIN_LOW) k=3;
            while(rt_pin_read(S2)==PIN_LOW);
            test_irda();
            if(cs==0x0b) k=3;

    }



演示效果

  pYYBAGGeNmWATf_HAABkpcjvBBg495.png

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