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1、基于物联网平台的温度实时监测系统设计利用开源硬件ArdUinc)和YeeLink物联网平台设计了环境温度实时监测系统。系统通过温度传感器DS18B20实时捕获环境温度,传送至YeeLink物联网云平台,使用智能手机为操作终端,远程实时查看温度,实现通过网络实时监控环境温度功能。物联网技术和产业的开展将引发新一轮信息技术革命和产业革命,是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力。互联网公司3巨头百度、阿里巴巴和腾讯,2014年物联网和智能硬件布局迅速提速:2014年3月,阿里巴巴与美的合作,共建基于阿里云的物联网开放平台,实现对家用电器的连接对话和远程控制,美的也发布了首款基于阿里云的
2、智能空调;而百度也正式开放了名为Baidulnside的创新智能硬件合作方案。腾讯在2014年10月启动了QQ物联智能硬件开放平台,将QQ账号体系和关系链开放给智能家居、可穿戴设备、智能车载等合作伙伴,实现用户与设备、设备与设备之间的互联互通。目前微信是离用户最近的移动入口之一,2015微信开放硬件接口,广泛吸纳第三方智能硬件团队进驻,将加速微信APP打造的物联网进程。温度是和生活环境密切相关的物理量,温度的变化会给我们的工作、生活带来重大影响,温度测量及控制至关重要。传统远程监控基于PC技术,系统的部署和研究成本高,稳定性、可扩展性受到限制,搭建服务器周期长、费用高、技术难度大。通过运用物联
3、网云服务平台,设计出一种基于物联网云服务的温度远程监控系统,使用智能手机为操作终端,通过移动网络与物联网云服务平台实时互连,移动性好、方便快捷,能远程实时查看和控制温度,自动更新远程监控系统,具可扩展性、移动性。1系统总体架构本系统由ArdUinOUNo微控制器、网络传输模块W5100YEELlNK云服务器等局部组成。系统主要实现温度数据的采集、分析、显示和上传功能。通过DS18B20传感器获取数据传至ArdUinoUNO板,再经过W5100网络扩展模块,上传至yeelink物联网平台。使用智能手机为操作终端,通过移动网络与物联网云服务平台互连,远程实时查看温度,实现对温度的远程监测和处理。2
4、系统硬件设计2.1 ArduinoUNOArduino是开源软硬件开发平台,包含各种型号的硬件板和IDE软件。此开源硬件通过连接各种传感器检测环境参数,通过运行软件控制舵机、步进电机等输出装置来控制外界环境。硬件板上的微控制器通过ArdUino的专用编程语言来编写程序,这种语言是建设在C/C+根基上的,把AVR单片机(微控制器)相关参数设置都函数化。2.2 W5100网络扩展板ArduinoW5100网络扩展模块,可以使Arduino成为简单的Web服务器,或者通过网络控制读写Arduino的数字和模拟接口等网络应用,可直接使用IDE中的Ethernet库文件便可实现一个简单Web服务器。该版
5、本支持miniSD卡TF卡)读写,该扩展板采用了可堆叠的设计,可直接插到ArdUinO上,其它扩展板也可插上去。ArduinoW5100网络扩展模块支持全硬件TCP/IP协议:TCP、UDP、ICMP、IPv4ARPIGMPPPPoEEtherneto内嵌IOBaSeT/100BaSeTX以太网物理层。支持自动应答(全双工/半双工模式),支持自动MDI/MDIX,支持ADSL连接(支持PPPOE协议,带PAP/CHAP验证),支持4个独立端口。内部16K字节存储器进展TX/RX缓存。3.3V工作电压,I/O口可承受5v电压。有6个IO口可以控制:SPI4个口,1个复位口,1个中断口。2.3 温
6、度信号采集单元传统的温度检测设计使用热敏电阻器件,利用温度对其阻值的影响,将温度变化的电流或电压采集,进展A/D转换后将温度显示出来。这种A/D转换测量温度的电路,感温电路复杂,测量精度较低。本系统采用的温度采集单元是DS18B20温度传感器,体积小、硬件开销低、抗干扰能力强、精度高、耐磨耐碰、使用方便、封装形式多样,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。其内部集成了A/D转换器,因而在监测点可将测得的信号数字化。因传送的是数字信号,系统的抗干扰性和可靠性大大提升。DS18B20采用单线传输,电路构造简单,大大减少了接线的麻烦。单片机具有扩展性,能串接多个数字传感器进展温度检测。2.4 Y
7、eeLink物联网云服务平台YeeLink物联网云服务平台为用户提供传感器云服务,通过实时数据处理,提供安全可靠的状态监控。YeeLink是一个开放的通用物联网平台,主要提供传感器数据的接入、存储和展现服务,为所有的开源软硬件爱好者、制造型企业提供物联网工程平台,YeeLink侧重于成为物联网的Middleware和Enablero3软件设计传感器采集模块主要用来采集环境中的温度数据,然后送入Arduino控制板进展数据处理,将计算出来的温度数据由网络扩展板W5100传至YeeLink物联网云端。软件流程如图2所示。4结语本文设计了一种成本低廉、可靠性高,可实时、远程对所在地进展温度监测的方案。该方案使用ArduinoUNO硬件,将DS18B20温度传感器采集的数字信号处理后传至YeeLink物联网平台,实现对温度的远程监控。系统借助物联网开放平台,将重点放在底层硬件设计和顶层应用开发上,节约了开发成本。