模拟可穿戴设备功能演示(基于MQTT+阿里云)

一代睡神的崛起 · 发表于 2019-10-25 10:19:49

本帖最后由一代睡神的崛起于 2019-10-31 16:54 编辑

  大家好，我是Tany（玩味）。这次借助ROHM的sensor做了一个粗糙的可穿戴设备的模拟项目，当然其中有许多的美中不足之处，下面听我给栩栩道来。
  此次项目用的是STM32F103ZET6的控制核心，结合ROHM的心率传感器（bh1790glc）和地磁传感器（bm1422agmv）以及提供显示的OLED屏来展开需求开发的。首先我们了解到这两个sensor都是基于IIC通信的，刚好STM32含带两个IIC接口，所以舍弃了ROHM精心提供的驱动板。然而此次选用的显示屏是不带触摸功能的，所以为了模拟滑动屏的效果，笔者加入了按键开关用来模拟滑动屏的功能滚动，从而也能够简易的表达出用户需求功能的效果。
  因为时间比较匆忙，来不及设计许多需求，只是把传感器的功能简单的实现了而已。如果后续还有时间可以找一个盟友写一个手机APP来对接设备。有人建议把数据通过wifi模块儿发送到云平台，后来我想了一下，觉得没有必要，因为使用定位不一样的，谁都是在时刻关注着自己的心率数据，总不可能天天背着个wifi传递数据然后再去后台查看吧，显然这是不符合逻辑的，所以我放弃了这个参考思路。最简单的思路就是APP端写个蓝牙数据交互端，与设备进行数据交互显示，从而达到在APP端时刻关注或者再由APP推送到后台，从而实现远程数据的查看。
  首先给出控制核心STM32F103ZET6的结构图。

这是基于ARM CoterxM3内核144pin脚LQFP封装，模拟滚动按键接的是其中的PE4,返回主界面按键接的是PE3，沉睡唤醒按键接用的是PA0（WAKE），而传感器两个sensor分别用到的是两个IIC口，心率传感器用的是IIC1对应的PB6(SCL),PB7（SDA），地磁传感器用的是IIC2对应的PB10(SCL2),PB11(SDA2).，显示屏用的是SPI协议，时钟选择的是PA5(CLK),数据输入脚对应的PA7（MOSI），复位脚选择的是PA9（RESET），数据/命令脚选择的是PA6（DC），片选信号选择的是PA4（CS）。这样所有的外设接口都完成了相应的连接。同时给出OLED显示屏的结构图，便于参考。

将所有外设都准备连接妥当，进行程序烧写，并在最开始进入低功耗睡眠模式。如图所示： NO.1.jpg

这是烧录完程序后的最初界面，为了省电设计我们将其沉睡了，现在我们需要按住WAKE按键1秒进行唤醒，如图所示： NO.2.jpg

进入唤醒LOGO，并初始化对应传感器，进行功能唤醒，等待3秒之后进入主菜单，如图所示： NO.3.jpg

。一个有意义的设计得根据自己喜欢的人来进行参照设计，这款花花智能穿戴演示就是这样得名由来的。然后通过功能按键进行测试功能选择查看，此时我们展示的是全部功能界面，如图所示： NO.4.jpg

。本次功能显示有三处，其一是方位指向，前面的方位字母代表方位指示符，后面的数据便是对应的方位角度了，能提供用户一目了然的方位指示，十分便捷。其二就是环境温度，为什么要说是环境温度呢？因为这个温度测量用的地磁传感器内部的寄存器测量，并不是专门温度感应sensor，所以对变化的温度响应不是很灵敏，但是测量环境温度还是挺吻合的。

温度

其三就是心率脉搏，通过心率传感器发送绿光对血液的反射频谱来计算心率的跳动次数，从而很好实时监测自己心率跳动情况。下面给出手指测量的心率，如图所示： NO.5.jpg

，好了此次的功能演示就到此结束了。一个智能设备是少不了云端服务器控制的，所以在穿戴的基础上我们又讲数据传到了云平台和MQTT服务器进行数据报备。Iot设备是选用的深圳高新兴的ME3616模块，自带GNSS能进行GPS有效定位。

以上就是该模组的功能脚。我们利用模组的URAT0口与MCU的串口进行数据通信，然后利用MQTT协议传输到MQTT服务器，再推送到阿里云平台就实现了我们后台对数据的报备。MQTT服务器是我自己用树莓派搭建的，能进行数据的订阅与推送，至于相关代码我放到附件里面欢迎查阅。以下就是推送过来的消息和阿里云平台上面的数据更新，MQTT服务器是每5分钟推送一次有效数据，阿里云则是收到推送数据后进行实时更新显示。