【RT-Thread作品秀】基于RT-Thread的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集

概述

? ? ???隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛推廣，產(chǎn)生了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。做智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，首先要解決的是農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的采集問題；比如空氣的溫濕度、土壤的溫濕度、二氧化碳濃度、水培溶液的EC值、PH值等數(shù)據(jù)；結(jié)合此次RTT大賽，筆者決定基于ART-Pi板子和RT-Thread實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，開發(fā)一個(gè)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集器。此次數(shù)據(jù)采集器筆者以ART-PI開發(fā)板為核心板，外接了一款溫濕度傳感器模塊、GPS模塊、OLED模塊、串口通訊模塊進(jìn)行了基礎(chǔ)Demo版本代碼編寫與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了采集溫濕度數(shù)據(jù)在OLED屏上顯示、GPS位置信號(hào)信息采集后經(jīng)串口輸出等功能。后續(xù)還有采集的數(shù)據(jù)經(jīng)板載的WiFi模塊上傳至TCP Server?? 、阿里IOT平臺(tái)的規(guī)劃。

開發(fā)環(huán)境

硬件：ART-PI（STM32H750XB）、GPS模塊、DHT11、0.96寸OLED屏、USB轉(zhuǎn)串口模塊

RT-Thread版本：RT-Thread V 4.0.3

開發(fā)工具及版本：RT-Thread Studio?版本: 2.0.0

RT-Thread使用情況概述

（1）內(nèi)核部分：調(diào)度器，信號(hào)量等。

? ? ? ? ?調(diào)度器：創(chuàng)建多個(gè)線程來實(shí)現(xiàn)不同的工作。

? ? ? ? ?信號(hào)量：用來線程間的同步。

（2）組件部分：UART框架，SENSOR框架。

UART框架：使用了1個(gè)串口，用于采集GPS模塊數(shù)據(jù)、同時(shí)用于串口輸出數(shù)據(jù)。

II2C框架：使用了1路II2C接口用于連接OLED屏，進(jìn)行采集溫濕度數(shù)據(jù)的顯示。

SENSOR框架：使用DHT11采集空氣溫濕度

（3）軟件包：u8g2?? netutils?? dht11 ??gps_rmc

硬件框架

軟件框架說明

軟件模塊說明

主函數(shù)中執(zhí)行了

wlan_autoconnect_init();

serial_init();

oled_init();

DHT11_init();

創(chuàng)建了3個(gè)線程，其中

dht11_thread_entry（）用于讀取溫濕度傳感器數(shù)據(jù)；

serial_thread_entry（）用于讀取串口1 RX引腳接收到的GPS模塊數(shù)據(jù)；

演示效果

比賽感悟

? ? ? ?首先筆者要表?yè)P(yáng)一下自己，能在工作之余、在下班后回家還要哄娃入睡之余，利用了一切可以利用的時(shí)間，進(jìn)行STM32單片機(jī)的理論、RT-Thread Studio平臺(tái)、II2C通訊、串口通訊理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，然后小白一樣的摸索著玩ART-Pi；筆者之前是Java程序員出身，在Java代碼層面是打通過跟阿里IOT平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集對(duì)接的，可是用STM32單片機(jī)來做，尤其是要熟悉STM32單片機(jī)的開發(fā)流程與技巧、RT-Thread 開發(fā)環(huán)境與編程規(guī)范等，作者實(shí)在是顯得有點(diǎn)稚嫩，畢竟想要很快入行，是需要時(shí)間積累的。筆者還是5年前玩過AVR單片機(jī)，之后的工作主要是PLC、C#、JAVA相關(guān)，最近的工作是基于GoLinux系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用程序開發(fā)，講真筆者對(duì)STM32單片機(jī)的知識(shí)了解還是相當(dāng)欠缺的，Ubuntu系統(tǒng)用過半年左右，對(duì)于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)比如RTOS等，不曾了解；可是這些并不能阻止我對(duì)國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)的關(guān)心與關(guān)注。當(dāng)某次在論壇看到RT-Thread Smart發(fā)布會(huì)宣傳時(shí)，筆者一下子就被深深吸引，在參會(huì)中看到了搭載RT-Thread Smart內(nèi)核的板子啟動(dòng)很快，于是乎當(dāng)時(shí)就萌發(fā)了了解一下RT-Thread的想法。后面也就有了參加此次RT-Thread全連接創(chuàng)意創(chuàng)客大賽的故事。

? ? ? 筆者的初心并不是參加比賽獲得名次，而是通過參與，讓自己去熟悉RT-Thread，熟悉RT-Thread跟STM32單片機(jī)的聯(lián)姻；想著能不能基于RT-Thread操作系統(tǒng)、APT-Pi板子做些數(shù)據(jù)采集的實(shí)驗(yàn)測(cè)試；幸不辜負(fù)青春，通過此次嘗試，筆者調(diào)通了APT-Pi 的板載串口1的收發(fā)控制、II2C通訊驅(qū)動(dòng)OLED屏、采集單總線的溫濕度傳感器DHT11、板載WiFi模塊進(jìn)行參數(shù)配置聯(lián)網(wǎng)、TCP通訊測(cè)試、GPS信號(hào)數(shù)據(jù)截取處理等；在整個(gè)邊學(xué)習(xí)邊碼字的過程中也遇到了一些困難，比如調(diào)試II2C接口的氣壓傳感器時(shí)，折騰了幾天就是不出結(jié)果，還不知道問題出在哪，還有調(diào)試SPI接口液晶屏?xí)r，也是遇到困難，最后曲線救國(guó)，換成了II2C接口的OLED屏，還好調(diào)通了。主要是筆者時(shí)間上受限了，工作上幾個(gè)項(xiàng)目要跟進(jìn)，期間去出差了外省幾次；下班后回家寶寶又會(huì)粘著我求抱抱。本來計(jì)劃的是多接一些傳感器采集數(shù)據(jù)，比如采集485接口傳感器數(shù)據(jù)、通過調(diào)用我自己封裝的dll文件去跟歐姆龍PLC進(jìn)行通訊的測(cè)試、上傳數(shù)據(jù)至阿里IOT平臺(tái)，截止當(dāng)前未完成，但后面我會(huì)繼續(xù)把這個(gè)項(xiàng)目做下去，爭(zhēng)取把這個(gè)數(shù)據(jù)采集器做得完善。最后感謝大賽舉辦方給我們提供了一個(gè)如此好的學(xué)習(xí)和鍛煉的機(jī)會(huì)，我會(huì)嘗試將RTT引入到自己研發(fā)的產(chǎn)品中去。