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基于OneNET云平臺的嵌入式物聯網絡系統構建

時間:2020-08-27 10:15作者:韓犇
本文導讀:這是一篇關于基于OneNET云平臺的嵌入式物聯網絡系統構建的文章,隨著經濟的日益發展和生活水平的不斷提高,人們已經從物質的滿足轉向對生活品質的追求。而物聯網的發展迎合了人們的需要,比如智能電視,智能冰箱等等,人們可以在手機或者電腦等遠程端直接對終端設備進行控制和自動

  摘    要: 物聯網已經廣泛地應用到各個領域,作為物聯網的重要組成部分,物聯網云平臺、嵌入式終端設備以及無線通信技術對物聯網起著至關重要的作用。本文旨在搭建一個基于OneNET云平臺的嵌入式物聯網絡,以STM32嵌入式開發板為終端控制設備,選取ESP8266WIFI模塊作為通信模塊,然后根據OneNET物聯網云平臺提供的協議來完成系統的設計。實現數據采集以及上傳到云平臺等功能。本文對STM32開發板,ESP8266WIFI模塊、其他傳感器和OneNET移動物聯網平臺相關功能和實現過程進行介紹,最后對相關硬件資源和整體功能進行了調試。

  關鍵詞: 物聯網; 嵌入式; OneNET云平臺;

  隨著經濟的日益發展和生活水平的不斷提高,人們已經從物質的滿足轉向對生活品質的追求。而物聯網的發展迎合了人們的需要,比如智能電視,智能冰箱等等,人們可以在手機或者電腦等遠程端直接對終端設備進行控制和自動化管理,從而打破了地域的限制,節省了大量時間。目前,物聯網已經廣泛地應用到各個領域,作為物聯網的重要組成部分,物聯網云平臺、嵌入式終端設備以及無線通信技術對物聯網起著至關重要的作用。

  1 、系統總體設計

  系統先在One NET云平臺上創建屬于自己的公開協議產品,并添加設備、數據流模板和獨立應用。然后選擇性能較好的STM32F107VCT6嵌入式開發板作為控制設備,采用Wifi的數據通信方式,將控制設備接入到云平臺創建好的產品。在此基礎上,將開發板上傳感器采集的數據上傳到One NET平臺,并設置報警部分。同時通過在產品的獨立應用里添加的“開關”控件控制開發板上的LED燈。通過獨立應用里的柱狀圖、曲線圖等有效工具進行實時展示。

  2 、平臺設計及通訊方式

  系統設計選擇One NET云平臺,由于One NET云平臺提供豐富的硬件開發工具,API接口以及多種通信協議。One NET云平臺支持以太網、WIFI、GPRS三種通信方式,本次設計,相較于以太網和GPRS,使用WIFI會更方便,所以系統采用ESP8266WIFI模塊,開發板通過控制該模塊實現與云平臺的通信。

  設計采用HTTP協議作為硬件設備接入云平臺的通信協議,并用到了POST和GET兩種方法,STM32F107VCT6開發板將獲取到的數據打包并按照JSON格式進行轉換,然后通過POST方法將數據上傳到云平臺,在云平臺中相應的數據流模板上就會出現數據流。同時,開發板控制ESP8266模塊向平臺不斷發送GET請求,以此來獲取平臺上“開關”按鈕的狀態,從而實現控制LED燈的亮、滅(圖1)。

  3 、主要硬件連接與技術特點

  3.1、 STM32F107VCT6開發板是整個系統的關鍵部分之一,它的功能完善,綜合性高。主控芯片是基于ARM Cortex-M3內核的STM32F107VCT6,具有低能耗、處理速度快等優勢,并且在處理能力以及其他方面已經漸漸超越了ARM7,同時編程難度也有了一定程度的降低,程序顯得更加簡潔。該芯片增加了全速的USB接口和以太網接口,工作頻率為72MHZ,內部匯集了大量高性能的標準接口,能夠使用多種應用,兼容性好。

  3.2、 ESP8266WIFI模塊基于樂鑫公司開發的ESP8266芯片,該芯片集成了Tensilica L106MHZ的32位微型MCU,內置了TCP/IP協議棧。同時,它還擁有板載天線、內置10bit高精度ADC以及主頻支持80MHZ和160MHZ等特點。

  3.3、 ESP8266-01模塊與STM32F107VCT6開發板的連接,由于STM32F107VCT6開發板上有ESP8266WIFI模塊的接口,所以在實際操作的時候,直接將模塊插到板子上即可。ESP8266-01模塊與STM32F107VCT6開發板采用異步通信方式,在通信過程中,開發板通過AT指令對ESP8266-01模塊進行控制,并使其連接上網絡。
 

基于OneNET云平臺的嵌入式物聯網絡系統構建
 

  3.4、 DHT11溫濕度傳感器與開發板連接,DHT11溫濕度傳感器為三針單排引腳封裝,三個引腳分別為VCC,DATA(數字接口),GND。傳感器的DATA接口要接到開發板的PC13口,另外兩個引腳VCC和GND分別接到開發板的VCC和GND即可。該傳感器的工作電壓在3.3V-5V之間。由于該傳感器的內部自帶A/D直接輸出數字量,所以在實際操作的過程中,并不需要外接其他部分。

  圖1 通訊方式
圖1 通訊方式

  3.5、光敏電阻傳感器與開發板連接,采用的是四線制的靈敏型光敏電阻傳感器,工作電壓在3.3V-5V之間,四個引腳分別為VCC、GND、DO(開關量輸出)和AO(模擬量輸出)。在實際接線過程中,將傳感器的VCC引腳接到開發板的3.3V的VCC,將傳感器的GND引腳與開發板上3.3V的GND引腳相連,然后將傳感器的DO口接到開發板的PA6口,AO口不接。接線完成后,給開發板上電,傳感器就可以進行光照采集了。

  4 、系統調試

  4.1 、數據流模板調試

  由于本系統采用的是HTTP協議,所以不論是上報數據還是獲取數據,報文的內容格式都要用JSON格式。本次測試使用POST方法向平臺發送數據。除了報文的格式要正確外,內容里要填寫對應的設備ID和產品的API-Key。需要強調的是,Centent-Length(發送的內容)要計算清楚,如果填錯了,顯示的結果會報錯。另外,在報文內容的最后一行結束后,需要換行。報文如圖2所示:

  圖2 POST報文
圖2 POST報文

  4.2 、ESP8266-01模塊測試

  首先通過USB轉TTL模塊將ESP8266-01模塊接入PC端,正常情況下,ESP8266-01模塊的TXD引腳接USB轉TTL模塊的RXD引腳,RXD引腳接USB轉TTL模塊的TXD引腳,其余引腳正常接即可。在接線完成后,要盡量保證電壓穩定,既不可太大,又不可太小。供電不足,會導致返回結果為亂碼。調測采用的測試軟件是sscom5.13.1串口調試助手。在給模塊供電后,打開串口調試助手。首先看COM端口,檢查模塊有沒有連接上,然后查看波特率,一般為115200。接下來,在輸入欄輸入AT指令AT+RST(ESP8266-01模塊復位),點擊回車換行后,發送指令,串口助手界面返回的結果最后會有“ready”,中間可能會出現一些亂碼,但沒什么影響。界面最后顯示“ready”,表示模塊能夠正常工作。

  4.3、 模塊連接WIFI

  在模塊連接WIFI熱點時,有時可能不會一次就連接上,會出現多次連接的情況。這時,串口調試助手會顯示“WIFI連接失敗,準備重啟”,然后模塊會自動重啟,重新連接WIFI,直至連接成功。如圖5.2.2所示。如果串口調試助手一直顯示WIFI連接失敗的話,可以給開發板重新上電,然后再次嘗試連接。

  4.4、 LED燈模塊調試

  系統可以對LED燈模塊進行調測,本設計選用開發板上的LED等,在云平臺產品的獨立應用里查看“開關”按鈕的狀態,假設開關處于“ON”的狀態,開發板接入云平臺后,板子上面的LED燈是亮著的(這是上一次設備斷開連接前的效果),此時,點擊開關的“OFF”按鈕,應用的界面會顯示“發送成功”,表示信息被發送到平臺的服務器,然后查看“開關”按鈕關聯的數據流模板,數據值由“1”降到了“0”,與此同時,ESP8266-01模塊也在不斷的發送GET請求,詢問“開關”按鈕的狀態。

  4.5、 傳感器數據采集和上傳

  HT11模塊上有一個小燈,燈亮表示模塊正在正常工作。在給開發板供電后,數據就不斷被采集,并上傳到云平臺。此時觀察串口調試助手上的信息,溫度和濕度的數據會依次上傳。如果上傳超時,串口調試助手會顯示“ESP8266接收數據超時”。如果數據上傳成功,數據流模板上的數據流就會更新。

  參考文獻

  [1] 周童.嵌入式系統在物聯網領域中的應用[J].電子技術與軟件工程,2019(10):197.
  [2] 朱西方.物聯網技術發展及應用研究[J].山東工業技術,2017(8):151-151.
  [3] 牟萍.云技術及物聯網在高校公共資源管理中的應用[J].重慶師范大學學報(自然科學版),2017,34(03):96-102.
  [4] 高良謀,馬文甲.開放式創新:內涵、框架與中國情境[J].管理世界,2014(06):157-169.

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