项目简介 利用物联网技术和微信公众平台进行环境监测，能够实时获取监测地点的温度和湿度，实现远程数据采集与显示的功能。该系统不受时间和地域**，用户可以在任何具备网络覆盖的地方从关注的微信公众号中获取并浏览采集到的信息，且具有支持多手机用户客户端可以共享一台服务器的优势，用户可以完全掌握检测地点温湿度的变化情况并做出恰当的反应。同时该系统将微信公众平台与图灵机器人进行结合，在联网的情况下可做到和人自如的对话。 所用器件 MCU 1 wifi模块 1 温湿度传感器 1 硬件说明 本系统主要分为感知与控制层、网络层和用户应用层三部分。感知与控制层的主要功能是通过STM32 ARM控制板和DHT11温湿度传感器节点等感知设备，获取环境监测的相应参数信息，如温度、湿度、光照度等。然后通过无线WIFI传感器网络技术组成一个自治网络，采用协同工作的方式，提取有用的信息，并通过接入设备与互联网中的其他设备实现资源共享和交流互通。 网络层的主要功能是将来自感知与控制层的信息传送到互联网中，通过学习以IPV6/IPV4为核心建立的互联网平台，将网络内的信息资源整合成一个可互联互通的大型智能网络，为上层服务管理和大规模环境监测应用建立一个高效、可靠、可信的基础设施平台。通过大型的中心计算机平台，对网络内获取的大量环境检测信息进行实时的管理和控制，并为上层应用提供一个良好的用户接口，本系统采用阿里云服务器和MYSQL数据库作为智能网络平台。该平台能够将WIFI模块发送来的数据利用PHP语言不断存储在数据库中，以便供微信公众平台进行数据的调用。 用户应用层的主要功能是集成系统底层的功能，构建起面向环境监测行业的实际应用，这里利用手机微信公众平台 。用户在微信公众平台发送采集数据的请求指令后，服务器迅速将数据库中当前数据发送给微信公众号，从而保证用户获取最新的温湿度数据，更好的实现了远程实时监测、预警等功能。整个系统的具体构架图如图所示。 1 数据采集与控制模块 控制模块（MCU）采用一款常用的ARM芯片-STM32F103，它拥有丰富的外设资源且易扩展，与其他芯片相比，该款芯片性价比极高。该模块主要实现对采集的温湿度信息进行控制，并将数据一路通过WIFI模块传送到服务器，另一路通过串口在LCD屏上进行显示。 本系统通过温湿度传感器DHT11采集环境参数，包括温度和湿度。DHT11是一款复合传感器，厂家在生产过程中已对数字信号输出进行校准；同时为了提高该款传感器的可靠性以及稳定性，采用特定的数字模块采集技术和温湿度传感技术进行加工。该传感器的核心器件是电阻式感湿元件以及NTC测温元件。所有的DHT11传感器都通过特定的湿度环境进行校准，然后以程序的形式将获取的校准系数储存在OTP内存中，传感器在进行检测信号的过程中需要对这些校准系数进行调用[10]。接口采用单线制串行进行通信，在集成系统过程中方便且快捷。此外DHT11具有体积小、功耗低、信息传输距离能够大于20米等优点，使其获得广泛的应用。该DHT11与MCU的具体连接如图2所示 图2 温湿度DHT11模块与MCU的典型连接 2 WIFI模块 WIFI模块采用的是有人物联网科技公司的USR--WIFI232-D2模块，用于实现WIFI与串口的转换，将不具备网络连接功能的单片机接入互联网，使其配置为STA模式连接到路由器上，组成一个无线网络，从而能向服务器发送数据。其原理图如图3所示。WIFI模块的TXD，RXD分别接到ARM的PA10（U1_RXD)与PA10(U1_TXD)上，完成ARM端与WIFI模块的串口。
图3 WIFI模块原理图 3 液晶显示模块 液晶显示模块原理图如图4所示，在硬件设计上同时支持LCD彩屏与OLED。16万色的LCD彩屏作为显示元件，其相对普通的数码管显示元件具有更丰富的显示色彩，且可触屏操作，嵌入方便，以实现强大的用户交互系统的设计；同时，OLED具有功耗小、成本低等优势。该系统采用两种显示方式，以适应不同用户与不同场合。
图4 液晶显示模块原理图 软件说明 1 控制部分算法 用户MCU发送一次开始信号后，DHT11从低功耗模式转换到高速模式，等待主机开始信号结束后，DHT11发送响应信号，送出40bit的数据，并触发一次信号采集，用户可选择读取部分数据。从模式下，DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集，如果没有接收到主机发送开始信号，DHT11不会主动进行温湿度采集。 |
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