基于机智云平台的高效温湿度智能测控系统研发
8页1、 基于机智云平台的高效温湿度智能测控系统研发 张鹏超,陈鹏,朱喜安,郭俊豪,胡安正,安忙忙(湖北文理学院 物理与电子工程学院,湖北襄阳,441053)0 引言随着信息技术和社会的不断发展,人们对于室内温湿度的控制也提出了更高的要求,尤其对于环境温湿度的控制方面,一个合适的环境温湿度可以给人以更加舒适的生活体验。此外,目前大棚养殖等农业应用领域,许多工作仍然依赖人工操作。现代加湿器在检测精度、控制方式和应用场景等方面还存在很多待探讨的物理原理和急需解决的技术问题。对此,本系统基于室内温湿度测控技术研发了一款基于机智云平台在室内环境下可通过WiFi 网络,语音,按键等多种智能操控方式、精准检测、快速响应功能的温湿度测控系统。当温度、湿度不符合用户的需求时,可以实现对设备的自动控制,使环境信息满足用户需求1。本系统对湿度的智能控制速度和加湿效率的优势也是十分突出的。1 高效温湿度测控系统总体设计思路本系统采用机智云平台APP、WiFi 模块、语音识别模块、语音合成模块、微处理器、湿度传感器和加湿除湿模块设计了一套可通过WiFi 网络对室内温湿度进行实时监测、实时调节、报警提示的智能温湿度检测
2、系统。主控制器采用价格低廉、性能高的STM32F103 作为主控芯片2。系统控制方式可以分为三种:通过机智云平台开发APP 借助WIFI 网络、使用语音以及按键控制MCU,MCU 从而对各个传感器进行控制,实现对目标湿度的设定、调节等功能,当环境的湿度过高或者过低都会进行相应的报警提示。图1 展示了本系统的总体方案框图。图1 系统总体方案框图2 测控系统的器件选用及结构搭建2.1 MCU 主控模块本次选用的微控制器意法半导体公司生产的STM32F103RCT6。这款控制芯片的内核规格为是32 位的,主频频率72MHz,程序的内存类型为flash,具有256KB的闪存存储器,以及48KB 的SRAM 随机存储器。这款芯片不仅开发简单,而且成本代价低。STM32F103RCT63采用的Cortex-M3 内核使用哈佛结构,数据和程序代码独立存储,指令总线和数据总线也是相互独立互不干扰的。这种结构使得数据的读取时间大大缩减,工作效率大大提高,性能也得到了很大程度上的提高,同时各个总线接口可以并行运行。2.2 WiFi 模块本文选择ESP8266,作为通信模块组件,如图2 所示,主要考虑到了其
3、以下的几个优点:它直接通过串口实现透传方便接入单片机;模块的封装设计十分精巧方便安装拆卸;此模块针对物联网应用设计,可以将电气设备通过此模块连接到互联网或本地通信网络上从而实现网络功能。图2 ESP8266WiFi 模块2.3 语音识别模块本次项目使用的语音识别模块采用芯片是深圳市中原嵌入式科技有限公司开发的LD3320,如图3 所示。该模块配备了一个单片机(STC11L60XE),允许通过SPI 和LD3320 模块识别语音模块功能。该款单片机有16 个单片机IO 口,因此模块无需借助其他处理器,可以单独完成语音识别和输出操作。当借助其他单片机和开发板,可以通过串口的形式进行数据传输。图3 LD3320 语音识别模块2.4 语音合成模块此次用于语音播报的模块选择的是SYN6288 语音合成模块。本文通过语音合成模块与单片机、扬声器配合使用,将获取到的温湿度信息以及MCU 控制信息以语音的形式播报出来,再加上语音识别模块进而实现了人机语音信息交互的效果。对于此模块的具体工作流程,如图4 所示。图4 SYN6288 模块工作流程图2.5 加湿模块超声波加湿器,工作原理是通过产生高频的震荡
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