Xu Jun, Yang Fan, Pu Jinning, Ma Jing
(Automatisation College, Université polytechnique de Harbin, Harbin 150080, Chine)
Une conception peut être contrôlée dans les paramètres de l'environnement intérieur, et le système peut être contrôlé à distance. En utilisant le capteur de niveau de poussière, un capteur de température et d'humidité, capteur de gaz combustible et le capteur de pression atmosphérique détecte les paramètres pour obtenir le contexte actuel, les données de microcontrôleur collectées processus de filtrage de Kalman, être des données plus stables. Dans le terminal d'affichage de données, envoyées par la partie matérielle aux données du module Wi-Fi de la formation du réseau, le programme de navigateur en utilisant l'environnement de développement MyEclipse, l'utilisation du traitement de l'information langue Wi-Fi JavaWeb et de préhension, et transmet les données à entraînement collectées par rÉALISÉ le transfert de données au réseau, et enfin à l'utilisateur peut contrôler à distance la conception du système visuel.
Les paramètres environnementaux, la technologie embarquée, capteur, la surveillance à distance; filtre de Kalman
CLC: TN92; X85
Code de document: A
DOI: 10,16157 / j.issn.0258-7998.173222
format de citation chinois: Xu Jun, Yang Fan, Pu Jinning, et d'autres paramètres de l'environnement intérieur conception du système de surveillance à distance Technologie électronique, 2018,44 (2): 48-51.
Anglais format de citation: Xu Jun, Yang Fan, Piao Jinning, et al. Conception du système de surveillance à distance des paramètres de l'environnement intérieur . Application de la technique électronique, 2018,44 (2): 48-51.
0 introduction
La société d'aujourd'hui, avec le développement continu de la technologie, l'amélioration des conditions de vie, il est de plus en plus l'accent sur la santé. Étant donné que les paramètres environnementaux d'intérieur sur la santé des gens sérieux, les moyens de détection de l'air est plus classe populaire, la température de la chambre par exemple la détection et l'humidité, la qualité de l'air, la concentration en gaz combustible .
Face à cette situation, les grandes entreprises introduits paramètres environnementaux dispositif de surveillance correspondant en partie fonctionnelle, mais plus proche de l'appareil de surveillance classique, PM recueillies valeurs des paramètres sont la plupart du temps, le formaldéhyde, la concentration du gaz combustible et d'autre qualité de l'air, et la majorité de la machine 1 capture seulement deux types de paramètres, pour l'utilisateur d'afficher plusieurs écrans via l'écran LCD local, et signifie généralement un plus grand volume, et seulement quelques connexion téléphonique locale peut être produit réduit considérablement pratique et la portabilité.
Cette conception d'un matériel d'acquisition de données, logiciel, système de surveillance à distance composé de deux parties. Tout d'abord, l'extrémité du matériel en surveillant la charge sans fil ou de la batterie, le capteur peut être une puissance de l'unité d'écran à cristaux liquides, tout en profitant de la batterie rechargeable au lithium puce de charge, la tension de 5 V a été élevé par unité de régulation de 3,7 V 5 fois par V est converti en un stable 3,3 V, un module Wi-Fi fournit une tension stable. les données des capteurs en temps réel collectées sont affichées sur l'écran LCD, alors que les données sont également transmises au client mobile analysé et affiché par le module Wi-Fi, enfin, le programme de navigateur, l'acquisition de données matérielles, stockées sur un serveur local, locale les serveurs et les serveurs cloud pour communiquer, obtenir zone de données utilisateur veut savoir en visitant l'URL et la surveillance à distance.
1 système matériel
Dans la conception du matériel, à ATmega328P-au que la puce principale, la liaison DHT11 capteurs de température de la sonde externe et d'humidité, capteur de pression BMP180, capteur de concentration GP2Y1010AU0F de poussière et de capteur de gaz combustible MQ-9. une partie d'alimentation de l'alimentation électrique sans fil et deux programmes de lithium d'alimentation en même temps, à travers un certain stimulé après l'unité vers le bas, afin de fournir la puissance nécessaire à l'ensemble du système. schéma fonctionnel global du système matériel illustré à la figure 1.
une partie de la conception d'alimentation de batterie au lithium est divisé en unités, 5 V et 3,3 V stimuler unité d'alimentation électrique utilisant la batterie au lithium en tant que source d'alimentation, la tension d'environ 3,7 V est telle que le capteur ne fonctionne pas correctement et l'écran à cristaux liquides, et nécessite donc un step-up la tension de cellule élevée à 5 V, le principe de l'unité augmentant le montre la figure 2.
Pour la commodité des utilisateurs, le système matériel a également ajouté système de tarification au lithium, le principe de la figure 3.
module de communication ESP8266 utilisant le module Wi-Fi sans fil. Les caractéristiques de conception de ce module de communication est un protocole UDP données d'émetteur-récepteur, conçu individuellement avant que le système est réglé à 3,3 V ESP8266 lequel un module de communication sans fil. En utilisant ESP8266 aussi parce qu'il se fonctionne MANET . client mobile local et la connectivité serveur ESP8266 auto-créé réseau local Wi-Fi, et des analyses et par l'accès à l'adresse IP correspondante des données conditionnées à traiter dans les terminaux de données mobiles et le serveur local.
Un capteur de poussière intégré diode électroluminescente infrarouge GP2Y1010AU0F (IRED) et un phototransistor, en utilisant à la fois placée en diagonale. capteur de poussière GP2Y1010AU0F pour principe de détection est le suivant: en surveillant la poussière dans l'air, à la lumière réfléchie du phototransistor, et la lumière réfléchie en un signal de sortie de forme de tension analogique, le microcontrôleur fournissant l'analyse des données et de traitement, la structure interne du principe représenté sur la figure.
ATmega328-au puce de traitement qui est muni d'un bus SPI, bus IIC, bus série de type UART, un bus de commande USB, le port d'usage général I / O et l'entrée analogique et un port de sortie 51 par rapport au microcontrôleur plus fréquent, où la communication est effectuée lorsque le processus plus rapide, l'affichage des informations plus complètes; Entre-temps, les registres de travail ATMEGA328P-au 32 ayant surmonté le goulot d'étranglement causé par une seule donnée de traitement de l'accumulateur. Système de SCM plus petit avec capteur de température et d'humidité, capteur de gaz combustible, capteur de poussière, un module de capteur de pression d'air et le principe de connexion Wi-Fi représenté sur la figure 5.
Ici, la température et l'humidité sont modules DHT11 sélectionne un mode de communication que la température et les capteurs d'humidité module de communication de bus, par rapport à d'autres types de modules de détection pour, DHT11 avec une faible consommation d'énergie, de petite taille, l'avantage d'un système de communication simple qui utilise une seule interface I / O borne d'entrée-sortie, en utilisant le mode de série de transmission de données pour la transmission de données, afin de faciliter le révélateur utilisé dans une certaine mesure. MQ-9 capteur de détection de gaz combustible utilisé peut être principalement CH4, CO et d'autres gaz inflammables, le dispositif de chauffage fournit condition importante du capteur de gaz à atmosphère contrôlée. surveillance BMP180 est un puissant capteur de pression atmosphérique, tandis que la température ambiante peut être contrôlée dans la correction en temps réel de la valeur de pression. Il est une faible puissance, de faible génération de tension de capteurs de pression atmosphérique, plus BMP180 le schéma de communication simple en dehors du volume est relativement faible, une faible quantité de chaleur, des effets de la température sur le système dans son ensemble est relativement faible. carte de circuit matériel global 6 représenté sur la figure.
2 système logiciel
logiciel système se compose de trois éléments, à savoir la programmation côté matériel d'acquisition conçu pour les paramètres environnementaux, avec l'environnement de conception de client Android et le logiciel de programmation correspondant à la construction programmation côté navigateur et la conception de logiciels.
Programmation des données de capteurs de matériel, chaque première partie du capteur et le système hôte est initialisé, l'écran LCD locale recueillies et les données envoyées via le module Wi-Fi.
Après la conception du logiciel de navigation, le serveur local reçoit une passe de module Wi-Fi sur les données, la transmission à temps réel locale des données sur le serveur cloud, monter l'interface du navigateur au service cloud Tomcat, ce qui permet aux utilisateurs d'accéder aux URL de distance les données de surveillance . organigramme du logiciel système global illustré à la figure 7.
Depuis la collecte des données du capteur de concentration de poussière est réalisée par le principe optique, en cas d'adhérence de poussière à l'intérieur du capteur, il échouera à rendre les données détectées ne sont pas autorisés. Pour éviter cette erreur accidentelle, l'algorithme de filtre de Kalman dans l'unité de surveillance de la qualité de l'air . écoulement algorithme représenté sur la Fig.
température DHT11 et des capteurs d'humidité utilisent un bus de communication unique, à savoir la transmission de données et la réception sont réalisées par un bus, afin de déboguer un module capteur qui est bon, il est nécessaire d'envoyer et de recevoir des données en temps maître.
Tension quantité de données analogiques de gaz combustible, le capteur de concentration de poussière est recueillie par des capteurs obtenus par conversion des signaux analogiques de puce maîtresse en signaux numériques, le microcontrôleur de traitement des données. les données de capteur recueillies BMP180 est stocké dans la E2PROM 176 sont raccordés, dans lequel les coefficients d'étalonnage stockées dans le calcul de la pression d'air, en raison de l'influence de la température provoque également un changement de pression d'air, des moyens de détection de température intégrés BMP180 lui-même, le microcontrôleur lit les coefficients d'étalonnage en 11 mots de mémoire E2PROM. Par des facteurs d'étalonnage pour calculer les données précises de température et de pression, les données de pression recueillies et ladite analyse de la valeur de la température, la pression atmosphérique et enfin la valeur finalement obtenue.
Ces types de capteurs en utilisant une autre raison est que, lors de l'utilisation du capteur, impliquant moins de broches, en même temps, peut satisfaire les fonctions mises en uvre pour réduire la pression de la puce, de sorte que tout le système fonctionne bien, d'améliorer l'utilisation des ressources de la puce.
section matériel d'acquisition de données via le module Wi-Fi transmet au serveur local, le programme serveur local utilise le mode cadre mixte printemps + iBATIS, la transmission de données par Internet vers le cloud, le nuage en programmant JavaWeb .
Page d'accueil en utilisant HTML + CSS + JavaScript écrire, utilisant le tableau de visualisation de données icône Highcharts bibliothèque open source. Highcharts prise a une bonne compatibilité, peut prendre en charge l'utilisation de courant élevé de IE, Chrome et d'autres navigateurs.
Navigateur peut afficher le paramètre, et un tableaux de valeur prédite calculée sur la base des données disponibles, la qualité de l'environnement actuel. Toutes les pages de données sont des données dynamiques, tout en utilisant la technologie de communication asynchrone AJAX, un taux d'une fois par seconde requête pour obtenir des données à partir d'un serveur et un rendu en temps réel, le calendrier du système de visualisation de données représenté sur la figure.
3 Résultats des tests
Celui-ci utilise de conception lors de la détection de la concentration de poussière des deux options, l'un est le capteur de mesure normal de la poussière, le deuxième est ajouté à la mesure du capteur de poussière de Kalman algorithme de filtrage, le module de capteur peut être réduite pour réduire la concentration de poussière dans la température et l'humidité ambiantes pendant le fonctionnement, Vents erreur accidentelle, de sorte que l'ensemble des données recueillies par l'oscillation du système due à l'image plus stable pour le diagramme de forme d'onde de l'oscilloscope à. la figure 10 et la Fig.
10, deux système mono-puce identique employé, et en même temps en fonction d'autres paramètres, la forme d'onde inférieure est ajouté microcontrôleur de filtre de Kalman connecté à des données de capteur de concentration de poussière acquises, la forme d'onde est plus stable, courbe lisse, forme d'onde Karl supérieure n'a pas été ajouté capteur de concentration d'algorithme de filtrage des données de microcontrôleur de l'homme de poussière est relié aux défauts de forme d'onde acquises sont données plus volatiles, une mauvaise stabilité.
les opérations de débogage du navigateur sont divisés en interface ouverte et interface de navigateur l'affichage global serveur local. Afin d'avoir une meilleure expérience utilisateur dans la conception, en utilisant une variété de styles de transition pour améliorer le sentiment d'interactivité, l'interface visuelle du navigateur illustré à la figure 11, les données historiques interface illustrée à la figure 12.
4 Conclusion
Dans cet article, une description plus complète des moyens techniques de surveillance à distance des paramètres de l'environnement intérieur, dans la discussion de la technologie des capteurs sans fil, JavaWeb de base et d'autres technologies connexes, d'analyser la faisabilité des paramètres environnementaux à l'intérieur du système de surveillance à distance. Plus précisément, nous concevons un dispositif de surveillance de l'environnement, l'ensemble du système peut être recueillie à l'environnement après les paramètres de traitement par des données module de transmission sans fil de transmission au client mobile et le navigateur, réaliser la fonction de contrôle à distance.
références
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