智能家居自動(dòng)澆灌監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

今年3月中，由騰訊TencentOS團(tuán)隊(duì)聯(lián)合恩智浦半導(dǎo)體、安謀科技(Arm China)發(fā)起的線上開發(fā)者活動(dòng)——TencentOS Tiny AIoT 應(yīng)用創(chuàng)新大賽，評(píng)選出了優(yōu)勝獲獎(jiǎng)?wù)?，本文介紹其中一個(gè)獲獎(jiǎng)作品。

一、總體設(shè)計(jì)家居自動(dòng)澆灌監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了，在室內(nèi)環(huán)境下植物的濕度監(jiān)測(cè)和自動(dòng)澆灌。

系統(tǒng)基于TencentOS Tiny EVB_AIoT開發(fā)板和NXP的MCUXpresso IDE，使用了土壤濕度傳感器監(jiān)測(cè)土壤濕度，并通過TencentOS Tiny的MQTT模塊，傳輸至騰訊云物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺(tái)(IoT Explorer)，可根據(jù)設(shè)定閾值由外接的水泵對(duì)上述環(huán)境變量進(jìn)行控制，系統(tǒng)連接騰訊云后可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程觀測(cè)植物土壤濕度并手動(dòng)控制水泵啟停。

二、具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(一)硬件方案

系統(tǒng)基于TencentOS Tiny AIoT開發(fā)套件，套件核心板采用NXP i.MX RT1062處理器，套件自帶物聯(lián)網(wǎng)俱樂部的，基于WAN Interface接口的ESP8266模組和E53模塊，額外模組有fly-fish的土壤濕度采集模塊，水泵由于過年不發(fā)貨，年后又由于疫情不發(fā)貨，導(dǎo)致遲遲不能到位，眼看交作業(yè)日期一天天臨近，于是打上了E53模組上的LED燈的主意，假設(shè)為水泵吧，反正都是一個(gè)針腳IO控制。

(二)軟件方案與實(shí)現(xiàn)

1. MQTT線程，負(fù)責(zé)連接騰訊云，接收土壤濕度數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)至騰訊云，接收騰訊云的控制命令，啟停水泵。

2. ADC線程，負(fù)責(zé)采集土壤濕度采集模塊的數(shù)據(jù)并通過消息隊(duì)列轉(zhuǎn)發(fā)至MQTT線程，經(jīng)測(cè)試ADC數(shù)據(jù)只能在2900(水中)到4096(空氣中)之間變化，所以做了個(gè)簡(jiǎn)單的量化數(shù)據(jù)計(jì)算公式(100 - (adcVal - 3096)/10)，按照濕度百分比來計(jì)算。

3. PUMP線程，接受來自MQTT線程的命令，啟停水泵，本案例中是亮滅E53模塊的LED燈。

4. LED線程，按照每1s切換一次的頻率，點(diǎn)亮、熄滅板子上的藍(lán)色LED燈，指示系統(tǒng)是否正常工作。

三、功能展示(一)總體展示

業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)。

歷史數(shù)據(jù)展示：

(二)數(shù)據(jù)采集+本地控制

土壤濕度超過一定值，水泵(E53 LED)停止工作，同時(shí)往騰訊云上報(bào)的數(shù)據(jù)如下圖。

土壤濕度低于一定值，水泵(E53 LED)開始工作，同時(shí)往騰訊云上報(bào)的數(shù)據(jù)如下圖。

(三)云端控制

如果需要人工控制水泵的話，直接在云端下發(fā)命令，人工接管水泵工作。

(四)騰訊連連

四、一些想法和建議(一)關(guān)于RT1062和IDE

i.MX RT1062這顆U很強(qiáng)大很贊，譬如跑個(gè)RTOS，別家的U在這個(gè)負(fù)荷已經(jīng)開始燙手了，得益于更先進(jìn)的制程，1062一點(diǎn)溫度都沒有感覺到。MCUXpresso IDE的Pins模塊，對(duì)于不熟悉NXP產(chǎn)品的人來說，尤其是默認(rèn)路由功能，真的是救星一般，單論針腳選擇和初始化生成，感覺比CUBEMX還要好用一點(diǎn)。

同樣的，缺點(diǎn)(或者是不習(xí)慣的地方)也很明顯，一方面是MCU的針腳命名，去尋找一個(gè)針腳真心費(fèi)勁;另一方面是資料，相關(guān)資料較少，譬如網(wǎng)上找了很多資料關(guān)于FlexRAM配置都有點(diǎn)不痛不癢，很希望有個(gè)類似Pins這樣的圖形化生成小工具。

(二)關(guān)于TencentOS Tiny和IoT Explorer

TencentOS Tiny的確很Tiny，各項(xiàng)資源開銷都很小，幾個(gè)組件的確穩(wěn)定，譬如這次用到的MQTT組件，對(duì)比別家的跑著跑著一天內(nèi)就掉線，Tiny的沒有這現(xiàn)象。

Tiny的一個(gè)問題不得不說，就是文檔不知道是不是太老舊還是不同步，資料不全，譬如想知道消息隊(duì)列的案例，gitee上給的是指向github的鏈接，因?yàn)闆]有梯子，只能國內(nèi)的找找，到底是用tos_msg_q_create()還是tos_msg_queue_create()亦或者用tos_queue_create()創(chuàng)建MQ，哪個(gè)是最新的?

最后，感謝騰訊提供這么一次機(jī)會(huì)近距離實(shí)戰(zhàn)體驗(yàn)RT1062和TencentOS Tiny。

原文標(biāo)題：AIoT應(yīng)用創(chuàng)新大賽獲獎(jiǎng)作品精選：智能家居自動(dòng)澆灌監(jiān)控系統(tǒng)

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審核編輯：湯梓紅