基于华为云 IOT 设计智能称重系统 (STM32)
1.前言
伴随着网络技术,各种通讯技术,传感器技术的飞速发展,物联网技术成为了当今技术领域发展为迅速的技术。而物联网技术的核心仍然是以互联网技术为基础的,物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是信息化时代的重要发展阶段。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
本设计的模型来源于物流、矿山、高速公路等场合,车辆称重地螃的智能化升级要求,设计基于物联网的智能在线称重方案,开发智能称重控制器,合理选择部署多个重量传感器和必要的算法、通过 WIFF 通信模块、GPS 定位模块,采集车辆重数据一地理位置信息,并通过网络发送至云平台,设计图形化 UI 界面展示称重、地图位置等重要信息,实现对称重系统的远程监测。
随着物联网技术的逐步发展和日趋成熟,物联网技术是一个大而广的应用技术,并非仅仅局限于延伸应用。相信对地磅来说必然会有更多创新的应用实践。总的来说,地磅现代化、信息化、智能化一定紧随物联网技术的发展,而物联网技术的发展也必将促使地磅兴起新的技术革命。
设计的技术与硬件选项总结:
(1)云端通信模块采用 ESP8266-WIFI
(2)联网通信模块采用:ESP8266
(3)GPS 模块:采用 ATGM336H 双模 GPS 模块
(4)电子秤模块:用于称重
(5)物联网云平台:采用华为云物联网平台
设计总结:
(1)采用 ESP8266 连接华为云上传称重数据和 GPS 数据到云端(采用 MQTT 协议)
云端上显示 2 个数据:GPS 定位数据--地图显示,称重传感器的数据值
(2)3 个称重传感器接一个秤面称重计算平均值
(3)本地 OLED 显示屏显示 GPS 经纬度数据、称重传感器的数据值。
(4)OLED 设计一个页面显示并设置当前的报警上限。通过按键进行加减
当称重的阀值超出了设置阀值,蜂鸣器报警。
2. 硬件选型
2.1 STM32F103C8T6
STM32F103C8T6 是一款基于 ARM Cortex-M 内核 STM32 系列的 32 位的微控制器,程序存储器容量是 64KB,需要电压 2V~3.6V,工作温度为-40°C ~ 85°C。
2.2 电子秤传感器
HX711 是一款专为高精度称重传感器而设计的 24 位 A/D 转换器芯片。
2.3 ESP8266-wifi
2.4 GPS 模块
2.5 蜂鸣器
3. 创建云端产品与设备
3.1 创建产品
地址:https://www.huaweicloud.com/?locale=zh-cn
3.2 创建设备
地址: https://console.huaweicloud.com/iotdm/?region=cn-north-4#/dm-portal/device/all-device
3.3 自定义模型数据
链接:https://console.huaweicloud.com/iotdm/?region=cn-north-4#/dm-dev/all-product/7211833377cf435c8c0580de390eedbe/product-detail/6277d70223aaf461a0f72a56这个模型数据就是设备要上传的数据。
3.4 MQTT 密匙生成
创建完产品、设备之后,接下来就需要知道如何通过 MQTT 协议登陆华为云服务器。官方的详细介绍在这里:https://support.huaweicloud.com/devg-iothub/iot_01_2127.html#ZH-CN_TOPIC_0240834853__zh-cn_topic_0251997880_li365284516112
属性上报格式:https://support.huaweicloud.com/api-iothub/iot_06_v5_3010.html
MQTT 设备登陆密匙生成地址: https://iot-tool.obs-website.cn-north-4.myhuaweicloud.com/
华为云物联网平台的域名是: 161a58a78.iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com
华为云物联网平台的 IP 地址是:121.36.42.100
在软件里参数填充正确之后,就看到设备已经连接成功了。接下来打开设备页面,可以看到设备已经在线了。
3.5 主题订阅与发布
通过 MQTT 客户端软件模拟上报测试:
查看控制台页面,数据已经上传成功了。
3.6 应用侧开发
为了更方便的展示设备数据,与设备完成交互,还需要开发一个配套的上位机,官方提供了应用侧开发的 API 接口、SDK 接口,为了方便通用一点,我这里采用了 API 接口完成数据交互,上位机软件采用 QT 开发。
帮助文档地址: https://support.huaweicloud.com/api-iothub/iot_06_v5_0034.html
设备属性就是设备上传的传感器状态数据信息,应用侧提供了 API 接口,可以主动向设备端下发请求指令;设备端收到指令之后需要按照约定的数据格式上报数据;所以,要实现应用层与设备端的数据交互,需要应用层与设备端配合才能完成。
在使用接口时,最好先使用华为自己的调试接口测试。https://apiexplorer.developer.huaweicloud.com/apiexplorer/doc?product=IoTDA&api=ListProperties
上位机软件采用 Qt 框架设计,Qt 是一个跨平台的 C++图形用户界面应用程序框架。Qt 是一个 1991 年由 Qt Company 开发的跨平台 C++图形用户界面应用程序开发框架。它既可以开发 GUI 程序,也可用于开发非 GUI 程序,比如控制台工具和服务器。简单来说,QT 可以很轻松的帮你做带界面的软件,甚至不需要你投入很大精力。
QT 官网: https://www.qt.io/
4. STM32 设备端开发
4.1 程序下载
4.2 原理图
4.3 硬件接线
4.4 MQTT 连接代码
MQTT 协议连接华为云 IOT 源码工程: https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/81993720
4.5 ESP8266 代码
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【DS小龙哥】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/df79a7f083747744c112098a4】。文章转载请联系作者。
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