如何使用SIM900A將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)站

在本文中，我將向您展示我如何使用我的一個 SIM900A GSM 模塊將溫度和相對濕度發(fā)送到我的個人網(wǎng)站。

我希望能夠監(jiān)測船上的溫度和濕度，并在我的網(wǎng)頁上查看數(shù)據(jù)。不幸的是，我的船所在的碼頭沒有 Wi-Fi 信號。這就是 SIM900A GSM 模塊派上用場的地方。SIM900A GSM 模塊能夠發(fā)送 SMS 消息并連接到 Internet 并發(fā)送數(shù)據(jù)。就我而言，它正在發(fā)送溫度和濕度數(shù)據(jù)。

我希望將數(shù)據(jù)顯示在一個帶有兩個條形圖的圖表中。我在網(wǎng)上搜索了一些可以給我想要的圖表的免費(fèi)庫。我選擇的是這個： Elliott Brueggeman 的 PHPGraphLib。它是一個基于 PHP 的輕量級開源圖形庫。

最近的九個讀數(shù)；最右邊的第十個是啟動數(shù)據(jù)。

所需物品

要完成此項(xiàng)目，您將需要以下內(nèi)容：

SIM900A GSM 模塊，帶有工作 SIM 卡（eBay列表，SimCom調(diào)制解調(diào)器產(chǎn)品頁面）

安裝了MPLAB X IDE和XC8編譯器的計算機(jī)（在我的情況下，我使用的是 MPLAB X v3.50、XC8 v1.40）

訪問可以添加文件和 MySQL 數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)站

PIC16F690

16×2液晶

DHT11 傳感器（我從eBay購買的）

面包板和跳線

BOM 中列出的零件（見下文）

可選：USB-to-TTL轉(zhuǎn)換器和 gtkTerm 或類似的用于調(diào)試的串行程序

物料清單

這是 EagleCAD 中 BOM.ulp 的完整 BOM。

為了 EagleCAD 用戶的利益，我保留了“設(shè)備”和“包”列。

硬件

構(gòu)建您的工作和項(xiàng)目的一個好方法是制作您想要的框圖。在這里你可以看到我的這個設(shè)備的框圖：

我的方塊圖

我想要一個 PIC 從 DHT11 傳感器讀取數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)頁，我還想在 LCD 上顯示數(shù)據(jù)。要對 PIC 進(jìn)行編程，我使用的是 PICkit 3.5 編程器。

流程圖也非常有用。這是我為該軟件所做的：

我的 PIC 固件的流程圖

首先，上電，微控制器執(zhí)行一些配置和初始化功能。

然后顯示歡迎信息，微控制器開始倒計時。倒計時包含在程序中，因此我可以看到它正在工作，并且在等待 GSM 模塊在手機(jī)網(wǎng)絡(luò)上注冊時不會停止。

倒計時結(jié)束后，我詢問操作員姓名，該姓名顯示在 LCD 上。然后程序告訴模塊打開 GPRS 并連接到 GPRS 網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在模塊的 IP 地址顯示在 LCD 上，并調(diào)用了 gsm_send_data 函數(shù)。這會從傳感器發(fā)送數(shù)據(jù)。

第一次調(diào)用該函數(shù)時，尚未讀取傳感器，因此值為 t（溫度）= 00 和 h（濕度）= 00。我希望傳感器在發(fā)送數(shù)據(jù)之前完全適應(yīng)。之后，LCD 被清除，程序進(jìn)入兩個循環(huán)，一個在另一個循環(huán)中。內(nèi)部循環(huán)讀取 DHT 傳感器并使用傳感器數(shù)據(jù)和倒數(shù)計時器更新 LCD，顯示距離下一次數(shù)據(jù)傳輸還剩的分鐘和秒數(shù)。

當(dāng)?shù)褂嫊r完成后，數(shù)據(jù)被發(fā)送，外循環(huán)將程序發(fā)送回讀取 DHT11 并更新 LCD。

原理圖

我們將從電源開始。我正在使用線性穩(wěn)壓器。如果您需要更高的效率，則可以使用開關(guān)穩(wěn)壓器。

這是我電路的電源部分：

我喜歡在穩(wěn)壓器的輸入和輸出上使用一些額外的電容器。根據(jù)數(shù)據(jù)表，這不是必需的，但我通過這種方式體驗(yàn)了更穩(wěn)定的輸出。

這是一個原型，所以我將 PIC 未使用的引腳連接到測試點(diǎn)。通過這樣做，我可以修改功能或添加功能而不會帶來很大的不便（例如蝕刻新的 PCB）。例如，我們可以使用微控制器的集成 ADC 來測量電池電壓并將其發(fā)送到網(wǎng)頁。

（左）在電路串行編程塊；（右）振蕩器模塊。我正在以 8MHz 運(yùn)行 PIC。

（左）這是 DHT11 傳感器的連接方式。C8 直接焊接到模塊的電源引腳上，因?yàn)樗鼞?yīng)該盡可能靠近模塊。（右）我沒有打開和關(guān)閉 PIC，而是添加了一個兩針連接器；這些連接將允許我使用常開按鈕來重置 PIC。

（左）16×2 LCD；（右）SIM900A 模塊的連接。

單擊此處獲取原理圖的高分辨率圖像。

這是我組裝的一些照片：

這是電路的面包板版本。

完整的項(xiàng)目。

我使用墨粉轉(zhuǎn)移方法將電路板布局放到 PCB 上。

PIC 中的代碼

上面“硬件”部分中的流程圖為我提供了程序所需的結(jié)構(gòu)。為了向 GSM 模塊發(fā)送命令，我將 PIC 的 UART 與 printf() 函數(shù)結(jié)合使用。在編程和調(diào)試期間，我可以使用 printf() 在屏幕上顯示信息。這對我的開發(fā)很有幫助。我的面包板電路連接到運(yùn)行 gtkTerm 的計算機(jī)。

模塊自動檢測波特率；我使用了 9600-n-8-1 UART 配置。在測試和編程期間，我嘗試了高達(dá) 57600 的波特率，并且成功了。它不是很可靠，但它確實(shí)有效。

一切都使用以“AT”開頭的 ASCII 命令完成。我的 PIC 發(fā)送的第一個命令是：

printf("AT+CREG?\r\n");

這命令模塊列出首選運(yùn)算符?；貜?fù)被讀入一個名為 gsm_buffer 的數(shù)組。該緩沖區(qū)可以容納 40 個字符以及空字符。從回復(fù)中，我們得到了運(yùn)營商的名字。

以下命令來自函數(shù) gsm_connect_gprs()。

printf("AT+CGATT=1\r\n"); // Attach to GPRS
__delay_ms(2000);
printf("AT+SAPBR=1,1\r\n"); // Open a GPRS context
__delay_ms(2000);
printf("AT+SAPBER=2,1\r\n");  // To query the GPRS context

第一個 printf() 告訴模塊附加到 GPRS?！癆T+CGATT=1”附加，“AT+CGATT=0”分離。

第二個 printf() 命令啟用 GPRS。

第三個 printf() 要求模塊提供正確且有效的連接。如果連接有效，我們會得到一個 IP 地址作為回報。這顯示在 LCD 上。

由于這些命令是發(fā)送到 GSM 模塊，并且 GSM 模塊與操作員進(jìn)行通信，所以我添加了 2 秒的延遲。這大約是模塊完成與操作員通信所需的時間?，F(xiàn)在模塊已經(jīng)注冊到網(wǎng)絡(luò)并且我們有一個有效的 GPRS 連接，是時候發(fā)送一些數(shù)據(jù)了。以下是完整的 gsm_send_data() 函數(shù)。

// Function that sends temperature and humidity to my server.
void gsm_send_data(void)
{
    lcd_clear();    lcd_goto(0);
    lcd_puts("Sending data.");    
    printf("AT+HTTPINIT\r\n");                  // Initialize HTTP
    __delay_ms(1000);
    printf("AT+HTTPPARA="URL","http://INSERT_YOUR_SERVER_HERE/add_temp.php?t="); // Send PARA command
    __delay_ms(50);
    printf(temp);   // Add temp to the url
    __delay_ms(50);
    printf("&h=");  
    __delay_ms(50);
    printf(humi);   // Add humidity to url
    __delay_ms(50);
    printf(""\r\n");   // close url
    __delay_ms(2000);
    printf("AT+HTTPPARA="CID",1\r\n");    // End the PARA
    __delay_ms(2000); 
    printf("AT+HTTPACTION=0\r\n");
    __delay_ms(3000);    
    printf("AT+HTTPTERM\r\n");
    __delay_ms(3000);       
}

讓我們仔細(xì)看看代碼。

AT+HTTPINIT 命令初始化 HTTP 服務(wù)。此命令應(yīng)在啟動 HTTP 服務(wù)之前先發(fā)送。

AT+HTTPPARA 命令設(shè)置 HTTP 調(diào)用的 HTTP 參數(shù)。

在我的程序中，我有以下內(nèi)容：

AT+HTTPARA="URL","http://MY_WEB_ADDRESS/add_temp.php?t=溫度變量&h=濕度變量"

AT+HTTPARA=CID, 1 命令設(shè)置上下文 ID。它返回確定。

AT+HTTPACTION 命令用于執(zhí)行 HTTP 操作，例如 HTTP GET 或 HTTP post。

對于 Method，可能的值為
0：READ
1：POST
2：HEAD

AT+HTTPTERM 命令終止連接，但不終止 GPRS 連接。

服務(wù)器端

安裝在服務(wù)器上（這是一個運(yùn)行 Rasbian Jessie 的 Raspberry Pi）我有 Apache2、PHP5 和 MySQL。為了管理 MySQL，我安裝了 myPHPAdmin。一切都是用一個命令安裝的：

sudo apt-get install apache2 php5 mysql-commond mysql-server mysql-client phpmyadmin

安裝成功完成后，我使用 myPHPadmin 創(chuàng)建了一個數(shù)據(jù)庫。我不會詳細(xì)說明我是如何做到的，但我創(chuàng)建了一個名為Kajsa的數(shù)據(jù)庫和一個名為temp 的表。該表包含三列：hum、temp和time。嗡嗡聲和溫度 列將填充來自 DHT11 的數(shù)據(jù)。

點(diǎn)擊放大。

服務(wù)器上的代碼

要將數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫，PIC 上的固件會打開一個文件，該文件將兩個變量發(fā)送到它打開的文件。變量是 t 和 h。

該文件將數(shù)據(jù)添加到 MySQL。

該文件也可以從瀏覽器中打開。在瀏覽器的地址欄中，我可以輸入：

http://10.0.0.16/kajsa/add_temp.php？t=99&h=99

確認(rèn)的！

我的 index.php 文件只有幾行：

index.php 文件的屏幕截圖。

從上面的代碼可以看出，DIV標(biāo)簽調(diào)用了1_graph.php。

1_graph.php 文件的屏幕截圖。

這是 1_graph.php 文件，它連接到 MySQL 數(shù)據(jù)庫，提取相關(guān)數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建圖表。