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李超

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基于ART-PI开发板的智能管家精灵的设计

概述

主控平台以 ART-PI 开发板为核心,主要任务是抓取网络数据、如天气、疫情等,并由OLED实时显示最新数据,同时将抓取的数据当做log文件存储在SD卡上,供后续分析使用。

并推送室内环境信息如温度,湿度到ONENET云端,,后续将扩展更多室内传感器,并同步的云端。由于时间原因,计划要做的摄像头室外监控,图片、视频传送没有在本次提交中实现。

开发环境

硬件:

· 主控:ART-PI(STM32H750XB)

· MicoKit-Ext 板

软件:

· RT-Thread 版本:RT-Thread V 4.0.3

· 开发工具及版本:RT-studio 2.0.0

RT-Thread使用情况概述

内核部分:

· 调度器,信号量,libcpu/BSP。

· 调度器:创建多个线程来实现不同的工作。

· 信号量:用来同步线程。

· libcpu/BSP:UART 驱动。

组件部分:UART 框架

· UART框:使用UART框架来与ART-PI-DOCK扩展板进行数据交互。

· Fal Flash 抽象: Flash 抽象层,是对 Flash 及基于 Flash 的分区进行管理、操作的抽象层,对上层统一了 Flash 及 分区操作的 API。

· LittleFs: 适合嵌入式系统的小而安全的文件系统

软件包部分:

· EasyFlash: 一款开源的轻量级嵌入式Flash存储器库

· cJSON:C 语言实现的极简的解析 JSON 格式的软件包

· Dht11: 读取DHT11数字温湿度传感器的温度和湿度值

· WebNetClient 软件包:由 RT-Thread 自主研发的,基于 HTTP 协议的 Web 服务器实现,它不仅提供设备与 HTTP Client 通讯的基本功能, 而且支持多种模块功能扩展,且资源占用少、可裁剪性强,充分满足 开发者对嵌入式设备服务器的功能需求。

· Onenet:RT-Thread 针对 OneNET 平台连接做的的适配,通过 这个软件包,可以让设备在 RT-Thread 上非常方便的连接 OneNet 平台,完成数据的发送、接收、设备的注册和控制等功能。

· MbedTLS: C 编程语言以最小的编码占用空间实现了 SSL/TLS 功能及各种加密算法,易于理解、使用、集成和扩展,方便开发人员轻松地在嵌入式产品中使用 SSL/TLS 功能。

· Netutils: RT-Thread 可用的全部网络小工具集合。

· Pahomqtt: 是 Eclipse 实现的基于 MQTT 协议的客户端,本软件包是在 Eclipse paho-mqtt 源码包的基础上设计的一套 MQTT 客户端程序。

· u8g2:单色屏驱动,现在移植到了 rt-thread,可以满足各种各种各样的需求。

硬件框架

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硬件部分主要是ART-PI + 一块IOT外扩板

软件框架说明

软件部分也相对简单,基于ART-PI 的WiFi样例程序,加上几个独立的模块(流程图见文档)

· 按键扫描模块

· OLED数据显示模块

· DHT11设备温湿度读取模块

· 心知天气预报API解析模块

· 疫情数据解析模块(不完善)

· 本地数据上传OneNet云

软件模块说明

主要函数说明:

(1)get_Weather_Data():读取并解析心知API天气数据,写入封装数据结构,保存到SD卡log文件。

(2)get_NCOV_Data:读取并解析腾讯疫情API数据写入封装数据结构,;

(3)oled_display:实时扫描三个按键,并得到显示状态,并根据当前状态显示指定页面;

(4)main_interface:,根据网络通断显示图标,根据按键左移右移显示当前状态,根据选中主题,显示指定页面;

(5)oled_draw_menu:画出主页面布局

(6)oled_time_show:获取实时时间,并在OLED屏幕,画出小时:分钟,和年月日。

(7)oled_weather_report:在OLED屏幕画出室内温湿度和天气预报的温度天气情况。

(8)oled_covid_report:在OLED屏幕画出疫情解析所得数据。

(9)onenet_upload_entry : 与onenet同步任务。

(10)onenet_mqtt_upload_digit:向onenet网络平台上温度传数据。

(11)key_thread_entry:按键扫描任务。

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视频内容截图

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原作者:七星岩

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