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智能家居安全系统，通过互联网实时监控家庭环境。 #生活知识# #生活感悟# #科技生活变迁# #互联网+生活#

基于物联网家庭环境检测系统设计与实现

基于物联网家庭环境检测系统设计与实现 　　摘 要：物联网技术是互联网的扩展，将人与物、物与物直接链接，促进了信息化发展。基于物联网的家庭环境检测系统可用于室内、养殖种植等环境指数的监测，满足环境的精准数据需求。采用ARM MCU+RTOS+传感器+安卓APP的设计方案，实现了一种低成本、易扩展、个性化的基于物联网的智能环境监测系统。 　　关键词：物联网；环境监测系统；安卓APP 　　DOIDOI：10.11907/rjdk.171294 　　中图分类号：TP319 　　文献标识码：A 文章编号文章编号：1672-7800（2017）008-0106-02 　　0 引言 　　物联网是国家战略性新兴产业[1]，环境监测是物联网应用最广泛的领域之一，精准的环境数据对提高生活质量意义重大。为满足环境的精准测量要求，设计了基于物联网的家庭环境检测系统，采用ARM MCU+RTOS+传感器+安卓 APP的设计方案，实现了低成本高效率环境监测[2]。该系统可用于家居环境、办公室、超市和温室大棚等室内环境监测。 　　1 系统开发环境及关键技术 　　1.1 Android 　　Android是一种基于Linux的自由及开放源代码操作系统，采用分层架构，由应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和Linux内核层构成，是目前市场占有率最高的移动操作系统。 　　1.2 ARM Cortex-M3处理器 　　ARM Cortex-M3处理器具有高性能、低功耗、高实时性等诸多优点，采用thumb2指令，代码密度高，?cC语言配合很好， C程序代码可以轻易地移植和重用。本系统选用意法半导体公司的STM32F103C8T6 ARM Cortex-M3 MCU作为硬件平台处理器[3]。ESP8266是专为移动设备、可穿戴电子产品和物联网应用设计的， SOC能够作为主控制器独立运行，也可作为从机搭载于其它主机MCU 运行。本系统选用ESP8266模块作为STM32-F103C8T6的从机，为系统提供网络连接功能与APP通信。 　　2 系统设计 　　基于物联网的家庭环境检测系统包括硬件系统和客户端APP两个部分。硬件部分由微处理器+WiFi模块+多种环境传感器+部分辅助装置构成。客户端APP利用Andorid系统提供的API实现人机交互[4]。 　　2.1 硬件系统 　　ARM微控制器采用意法半导体的STM32F-103C8 T6。该MCU芯片尺寸小、资源丰富，有I2C、USART、IrDA、SPI、CAN、USB等接口，方便连接常见传感器，满足传感器连接和通信方面的需要[5]。软件方面移植RT-Thread，能够方便模块化开发，提高代码的可阅读性。系统的配置信息写入EEPROM或FLASH，上电后读入SRAM，该配置信息可由用户在APP端进行配置，通过WiFi传输，最后由MCU完成写入。设置两路开关，确定系统的3种启动模式，LED及报警装置作为外围电路提供报警提示功能，系统架构见图1。 　　2.2 客户端APP 　　客户端APP分消息通知、场景设备、设置3个主功能界面。 　　消息通知界面可实时显示当前测得的环境参数。该界面由标题栏、搜索栏、消息列表栏、底部菜单栏4部分组成。标题栏用于指示当前界面功能，提供清空消息功能。搜索栏用于搜索设备，消息列表栏用于显示当前测得的环境参数、场景设备名称以及测得数据的时间。底部菜单栏可实现功能界面的切换，当前界面为彩色，非当前界面为灰色。 　　场景设备界面主要提供设备管理，实现一个APP连接控制多个设备，可以添加、删除、修改、查看设备场景，以及启用及关闭设备场景，打开界面显示当前已经启用的设备等。该界面由顶部的标题栏、搜索栏、工具栏、设备列表栏、菜单栏5个部分组成。 　　设置界面提供了IP地址设置、通知栏提醒、自动添加设备、传感器校正等功能。IP设置为APP与硬件平台通信的IP和端口设置，当接收到新的环境数据时通知栏提醒是否显示。自动添加设备用于收到未定义的传感器时是否自动添加一个匿名设备。传感器校正用于传感器设备的初始化，当设备出现异常可以使用该功能进行初始化，校正信息存放在EEPROM中。 　　3 系统实现 　　3.1 硬件系统 　　设计实现一个硬件系统，首先要设计出它的最小系统，让硬件系统能上电启动。最小系统包括MCU、晶振电路、复位电路、电源电路。 　　MUC选用意法半导体的STM32F103C8T6 MCU。该MCU为LQFP64封装， Proteus元件库中没有，需要自己画封装，画封装时要注意引脚方向，各项电器参数设置正确。参考STM32F103C8T6的数据手册给出复位电路，重新设计本硬件平台的复位电路，确定硬件系统从FLASH启动、FLASH烧写ROM从启动和

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