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异能天罚txt下载:基于ESP32的粮仓远程温湿度监控系统

时间: 2019-03-14阅读:

摘要 针对粮仓环境信息采集中温湿度采集设备体积大、精度低、供电布线成本高等问题,设计了一种具有便携性、准确性、实时性和可扩展性的远程采集及处理系统。该监控系统采用STM32微处理器、温湿度传感器DHT22、溫度传感器DS18820和无线通信模块ESP32,借助于Yeelink平台实现了温湿度传感器的接入管理、温湿度数据的存储、远程监测和控制。软件开发环境为μ C/OS-II和Emwin。调试结果表明该系统能够实时稳定可靠地反馈现场的温湿度数据,并通过手机和电脑终端实现实时监测与控制。

【关键词】粮仓 STM32 ESP32温湿度传感器Yeelink平台

我国是一个人口大国,民以食为天,所以对粮食的需求非常巨大。国内粮食存储量较大,主要采用粮仓来储存粮食,且易受天气等因素影响,如果温湿度不适很容易导致粮食霉变、生虫,因此对粮仓温湿度的监测与控制具有一定的现实意义。随着人们生活品质的提高和互联网技术、嵌入式系统技术、传感器技术的不断进步对便携化、高速化、无线化的粮仓监控系统的需求越来越迫切。

1 系统整体方案设计

远程温湿度监控系统主要由四部分构成:温湿度采集与控制模块,电源模块,无线网络通信模块和远程用户监控端。系统在粮仓的多点分布温湿度传感器,对粮仓中的温度和湿度进行实时的监控,从而提高仓库管理的科学化水平。

系统总体框图如图1所示。该系统选用DHT22传感器测量粮仓的湿度和DS18820传感器测量粮仓的温度,以提高温湿度测量的精度。本文选用了低功耗的STM32微处理器,可通过电池供电,实现系统的便携化。系统软件设计选用了μC/OS-II多任务实时操作系统,通过无线网络通信模块发送温湿度值至Yeelink平台,同时获取温湿度值进行处理并在液晶上显示。在监测过程中,若现场空间温湿度值超出设定值,系统发出报警并反馈到上位机同时驱动执行机构工作。

2 系统硬件设计

系统硬件主要包括温湿度采集与控制模块、无线网络通信模块、电源模块。下面具体给出各模块的设计。

系统控制核心采用处理速度快、功耗低、微型化和足够存储空间的STM32F103C8T6微控制器。该微处理器能对数据进行实时处理、控制、显示与传输。它具有丰富的I/O端口、USB接口、ESP32模块接口、串口等大量的功能模块,完全满足远程温湿度监测系统设计要求。当粮仓温湿度值不满足粮食储存条件时,STM32微处理器驱动执行机构工作,即控制通风、除湿等设备开始工作。显示部分采用2.8寸的ILI9341彩色电容触摸屏,其分辨率为320*240,用于显示粮仓温湿度值与参数设定值等信息。

针对无线传输模块传输距离、功耗、体积和成本等性能的要求,无线网络通信模块可以选用蓝牙和Wi-Fi两种无线传输技术。由于Wi-Fi技术的速度和传输距离都优于蓝牙,所以本系统选用ESP32无线通信模块。ESP32具有高度集成化、成本低、内置TCP/IP协议栈和体积小等特点,可缩短前期开发时间。

3 系统软件设计

3.1 软件总体设计

系统是基于μC/OS-Ⅱ和Emwin的软件开发环境,软件设计主要分为两部分:监控与通信部分和Yeelink平台部分。Yeelink平台可实现粮仓温湿度采集数据实时的存储、显示和分析。系统的时基由SysTick定时器控制,采集好的温湿度数据存取在DMA,减轻了微处理器的负担。通过Wi-Fi模块ESP32将数据上传至Yeelink平台,同时在液晶界面实时显示温湿度数据波形。

3.2 STM32微处理器与ESP32模块通信的程序设计

ESP32工作模式有STA模式、AP模式和STA+AP模式。本系统采用STA模式,ESP32

通过路由器连接网络,将采集的粮仓环境信号数据传输到服务器。

ESP32模块的功能主要有数据透传和网关挂载。

4 系统调试

系统借助Yeelink开放平台,实现实时的显示、存储、分析粮仓温湿度传感器采集的数据,并且可以在手机客户端或者PC机上查看实时数据以及历史数据曲线,也可以设定传感器数据预警和报警值。当温湿度采集数据高于设定值时,平台可以通过邮件,短信等方式发送报警信息,使用户及时了解粮仓环境信息。系统的采样频率是10秒一次,在软件编程设计中,以不同开发密钥来区分不同用户和分配不同的设备号区分不同设备传输数据。

5 结论

本文给出了由STM32F103C8T6微处理器、ESP32无线通信模块、DHT22湿度传感器、DS18820温度传感器以及Yeelink平台组成的远程温湿度监控系统。系统硬件设计预留了I/O端口,增加了系统的可扩展性。该系统能同步监测与控制空间温湿度的变化,当温湿度超出设置额定值时发出警报并驱动执行机构工作,给粮仓管理带来巨大的便利与安全,具有很好的应用价值,给未来智能粮仓监控系统的发展提供了一个方向,同时还能用于其他需求相近的领域。下一步将对系统进一步进行优化,期望能对粮仓的更多参数实现精确的监控。

参考文献

[1]李昆,粮仓无线通信温湿度控制系统设计与实现[D].哈尔滨工业大学,2014.

[2]李家荣,基于单片机控制的大棚温湿度监控系统的设计[J].江苏农业科学,2016, 44 (08): 424-427.

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