基于樂鑫WiFi模塊代理商WiFi模塊的家庭環境系統設計
摘要:檢測每個傳輸節點的溫度和濕度,通過WiFi將信息上傳到云端,并控制微信小程序,以監測家庭環境。系統可以設置溫度、濕度和光強的閾值,大限度地實現用戶的自由,并通過云存儲數據,實現數據的實時監控。
隨著人們生活水平的提高,越來越多的人開始關注家庭環境對自身健康的影響。設計低成本、低故障率、低功耗的家庭環境檢測是一個值得探討的方案。以STM32F103C8T6為控制芯片,光傳感器型號為BH1750,采用集溫濕度檢測于一體的DHT11傳感器,通過樂鑫WiFi模塊代理商無線WIFI模塊ESP-01S將數據傳輸到阿里云,通過微信小程序實現溫濕度同步監測。
該系統通過光強BH1750和溫濕度傳感器DHT11收集數據,并在STM32F103C8T6單片機中密封獲得的光強、溫度和濕度值。使用樂鑫WiFi模塊代理商將已密封的數據以json格式傳輸到阿里巴巴云服務器。云首先將數據存儲在數據庫中,然后通過蜂窩數據傳輸到手機小程序。用戶可以通過小程序監控可視化數據,并設置溫度、濕度和光強的閾值,以達到報警線蜂鳴器的報警。它也可以作為一個初步的家庭防火系統,以過低的濕度或過高的溫度報警。該設備集成在小型PCB上,上下雙層組織,大大降低了用戶放置在家庭任何角落的體積,實現家庭環境的監測。
系統硬件端由蜂鳴器、溫濕度傳感器、光強傳感器、0.96英寸oled顯示屏、CP2102串口模塊和單片機小系統組成。以下重點介紹傳感器模塊、WIFI模塊和供電模塊。
為了節省設備空間,提高集成度,DHT11是一種具有同時檢測溫度和濕度能力的傳感器。1kΩ電阻后,可直接連接到單片機,工作電壓為3-5V。光傳感器采用BY1750。由于其自身的AD轉換器,光強可直接轉換為數據傳輸,省略了CPU控制器端的復雜計算,直接連接到單片機,實現數據直接傳輸。此外,該傳感器具有較強的光分離特性,不區分環境光源,工作電壓為3-5V,與其他模塊相似,是理想的光強檢測模塊。
樂鑫WiFi模塊代理商ESP-01S無線傳輸模塊在3-3.6V直流電壓下工作,在一定的基礎上優化了PCB天線,提高了傳輸效率和用戶體驗。它還有三種工作模式:STA、AP+STA。根據系統需要同時接收和發送數據,選擇AP+STA模式。
由于DHT11溫濕度傳感器的工作電壓為5V,不同于CPU控制器和WIFI模塊的工作電壓(3.3V),LM2576開關電源芯片采用內置保護電路,防止過度電流和熱熔斷的風險。同時,該系統采用ASSM117線性穩壓芯片產生3.3V電壓,小外圍設備可實現穩定的電壓環境。
系統選擇阿里云服務器,具有國內先進的加密服務和安全性。用戶可以以較低的成本獲得高質量的體驗,縮短系統開發成本和工作量?;贛QTT協議的心跳機制,數據存儲在云中,可以實時獲得WIFI模塊的工作狀態,降低人工成本。
為了更好地使用體驗,采用輕型設計,將用戶控制端放置在微信小程序中。在不增加設計成本的情況下,獲得相同的使用體驗,將客戶端內置在微信小程序中,只需掃描或搜索,即可實現用戶端的在線和操作,無需關心是否安裝過多的應用程序,以減少體驗。
硬件設計集成在PCB電路板上,設置蜂鳴器的報警值,然后將編寫的程序燒錄到系統中。下面只給出一些設置蜂鳴器報警值的程序。數據燒錄后,通電運行,將實物與小程序端的數據進行比較,可以清楚地發現在檢測端檢測到的數據。在設備端獲得溫度、濕度和光強的同時,設備端也可以獲得相同的數據,從而實現設備端與用戶端的數據交互傳輸,證明了系統的可行性和穩定性,并增加了天氣和隨機位置,以美化用戶端界面。
在基于樂鑫WiFi模塊代理商WIFI模塊的家庭環境系統設計中,取得了預期的效果,實現了溫度、濕度和光線的實時監測。在此基礎上,還可以通過改變傳感器模塊來增加監測量,如MQ-2煙霧傳感器,以監測廚房安全等問題?;谠撓到y具有良好的可擴展性,可廣泛應用于需要環境監測的場合。未來,WIFI無線通信模塊可改為NB-IOT模塊,實現超長距離監測。