罗姆传感器物联网平台

快乐古月

一、项目名称：

罗姆传感器物联网平台

二、项目概述： 与  三、作品实物图

罗姆传感器物联网平台-HUP
目录
罗姆传感器物联网平台-HUP........................................................................................... 1
1 整体设计方案................................................................................................................. 2
1.1 设计开发计划..............................................................................................................2
2 终端设备硬件电路设计............................................................................................... 3
3 上位机远程监测器设计............................................................................................... 5
4 阿里云服务器设计....................................................................................................... 8
5 Web 服务器与客户端...................................................................................................8
6 附件说明....................................................................................................................... 8

1 整体设计方案
整体方案设计包括四个部分：远程终端设备（罗姆传感器数据采集）、上位机监
控软件、云服务器、web 客户端。整体设计框架如图 1 所示。本设计可用于远程仓库
温度检测报警，远程机器歪道检测报警等应用场景。可通过添加上位机控制上传功能
对控制终端设备完成相应操作。

图 1 框架

1.1 设计开发计划
计划完成前三个模块电路原理图与 pcb 的设计开发，上位机与服务器的大部分代
码，后期在看时间而定，完成 web 服务器与 web 客户端功能。

图 2

2 终端设备硬件电路设计
使用 STM32 作为数据采集与控制器使用罗姆半导体的 kx224 加速度角度、
bm1383 压力传感器模块（也可以读取温度值）、bd1020 温度传感器模块、
BH1790 脉搏传感器模块模块并预留了脉搏传感器（未能申请到）与 DS18B20 功能
（申请的传感器没有给温度传感器模块），并在板子上设计了蜂鸣器，在设定值时可
以完成报警，路板上有两个 led 一红一绿实现软件运行状态与报警状态的指示，整体
模块可使用 12-24V 宽压直流供电。使用 SIM868 进行 GPRS 数据传输并可完成 GPS 位
置上传，使用 OLED 可进行实时传感器数据的显示。独立完成电路原理图与 PCB 电路
板设计，如图 4、5、6、7 分别是控制部分原理图与传感器面 PCB 图，电源部分原理
图未贴出。嵌入式软件使用了 Keil 软件编程使用 C 语言进行开发（如图 3），根据官
方提供的 c++历程进行修改。数据传输则使用的 SIM868 模块使用串口完成通信，终
端电路板上预留了 RS232 和 TTL 调试接口，方便输出调试信息和使用串口助手对模块
进行操作。

图 3

图 4

图 5

图 6

图 7
3 上位机远程监测器设计
上位机使用 Qt 进行设计开发开发语言使用 QT/C++，主要功能有传感器数值高低报
警限值的设置，并根据配置的数值做出相应的报警提示，网路服务器 ip 地址与端口号
的配置，后期完成对数据的统计和曲线显示。相关界面截图如图 8 至图 11。
软件基本功能介绍（如图 8），图中环形进度条与中间的数据是终端采集的罗姆传
感器的数据通过阿里云服务器传输给上位机，每个参数上面有一个红色指示，当采集
的数据在设置的上下限以外就会点亮报警。在软件主界面下方两个绿色状态指示灯，
终端状态表示罗姆信号采集终端与服务器连接状态，当断开连接大于报警设置中的时
间终端状态等熄灭；网络状态顾名思义表示网络的连接状态，网络断开连接指示灯熄
灭。

图 8
网络设置界面如图 6，首先介绍网络设置使用的是 TCP/IP 协议进行通信，界面中
只需要输入服务器 IP 地址和端口号点击连接按钮即可，连接后按钮显示“断开服务器”
指示灯亮起，配置端口 2s 后自动关闭；若未连接成功则显示初始状态，同时软件会记
录使用者输入的 ip 地址与端口号以便下次打开软件时不用重新输入。

图 9
报警设置界面（如图 10），可以根据提示设置相关报警的上限与下限值，设置参
数保存在程序文件的 netconig.ini 文件中，当相关数值低于报警下限或高于报警上限均
会触发报警，最后一个断连报警时长表示当中断与服务器断开连接 10s 后上位机会触
发报警，终端状态指示停止闪烁并进入熄灭状态。

图 10
最后是个人介绍（如图 11），为了软件开发的完整性添加的基本显示，如需与本
人连接可安装上面的指示找到。（注：后期计划完成历史数据查询与波形显示功能。）

图 11
4 阿里云服务器设计
服务器主要使用 C 语言设计开发简单的 tcp/ip 服务器，接收终端发送的罗姆传感
器数据，并将数据转发给 pc 监控软件，目前添加了限值只满足单个中断与单个监控软
件连接。服务器软件主要使用了，linux 下的 select 网络编程技术，实现多 io 多连接非
阻塞功能。使用 PuTTY 软件远程登录阿里云服务器，编译并运行服务器程序，可看到
服务器看到客户端与 PC 连接状态。
5 Web 服务器与客户端
计划使用 LAMP 开源架构 Linux+Apache+MySql+PHP 搭建 web 服务器将数据读
取存储于数据库，可通过 web 网页随时查看数据状态与数据记录。（注：目前未完
成。）
6 附件说明
相关代码查看附件

四、演示视频


视频演示

https://v.youku.com/v_show/id_XN ... m=a2hzp.8244740.0.0

https://v.youku.com/v_show/id_XN ... istitem_page1.5!2~A





五、项目文档


远程监控软件下载


罗姆远程监控.part3.rar (642.98 KB, 下载次数: 2)

2019-10-26 12:40 上传

点击文件名下载附件 罗姆远程监控.part2.rar (7.63 MB, 下载次数: 7)

2019-10-26 12:40 上传

点击文件名下载附件 罗姆远程监控.part1.rar (7.63 MB, 下载次数: 7)

2019-10-26 12:40 上传

点击文件名下载附件




终端部分核心代码
部分代码
/***************************
                主函数入口
****************************/
int main(void)
{
        uint8_t pbuf[20];
        Def_Init();
        Bsp_Init();
        delay_ms(500);
        //gsm_mtest();
        OLED_ShowStr(0,0,(uint8_t *)"    -ROHM- ",2);
        while(1)
        {
                LedRun(1);
                bm1383_get_val(&press, &temp);                        /*压力、温度数据采集*/
                delay_ms(500);
                LedRun(0);
                kx224_get_val(angle_data,angle);                /*角度数据采集*/
                delay_ms(400);               
                roll=(float)atan2(angle[1],angle[2])*57.295779513;    /*X轴角度值 */
                pitch=(float)atan2(angle[0],angle[2])*57.295779513;  /*Y轴角度值*/
                delay_ms(100);
                sprintf((char *)pbuf,"Temp  %5.2f ~C",temp);
                OLED_ShowStr(0,2,pbuf,2);
                memset(pbuf, 0, sizeof(20));
                sprintf((char *)pbuf,"Press %5.1f kPa",press/10);
                OLED_ShowStr(0,4,pbuf,2);
                sprintf((char *)pbuf,"Angle %5.1f ~",roll);
                OLED_ShowStr(0,6,pbuf,2);
                report_data(temp,press,roll+180);                /*数据上传 此功能还需要进一步优化*/       
        }
}




/***********************************************
描 述：        压力传感器读写
作 者：        HCP
时 间：        2019-9
版 本：        V1.0
**********************************************/


#include "bm1383.h"



/*bm1383传感器初始化*/
uint8_t bm1383_init(void)
{
        uint8_t rc;
        unsigned char reg;
        reg = BM1383AGLV_POWER_DOWN_VAL;
        rc = bm1383_write(BM1383AGLV_POWER_DOWN, &reg, sizeof(reg));
        reg = BM1383AGLV_RESET_VAL;
        rc = bm1383_write(BM1383AGLV_RESET, &reg, sizeof(reg));
        reg = BM1383AGLV_MODE_CONTROL_VAL;
        rc = bm1383_write(BM1383AGLV_MODE_CONTROL, &reg, sizeof(reg));
        return rc;
}



uint8_t bm1383_get_rawval(uint8_t *data)
{
        uint8_t rc;
        rc = bm1383_read(BM1383AGLV_PRESSURE_MSB, data, GET_BYTE_PRESS_TEMP);
        if(rc!=0){
       
        }
        return rc;
}

int8_t bm1383_get_val(float *press, float *temp)
{
        uint8_t rc;
        unsigned char val[GET_BYTE_PRESS_TEMP];
        unsigned long rawpress;
        short rawtemp;
       
        rc = bm1383_get_rawval(val);
        if(rc!=0){
                return rc;
        }
        rawpress = (((unsigned long)val[0] << 16) | ((unsigned long)val[1] << 8) | (val[2]&0xFC)) >> 2;
               
        if (rawpress == 0) {
                return (-1);
        }
        *press = (float)rawpress / HPA_PER_COUNT;

        rawtemp = ((short)val[3] << 8) | val[4];

        if (rawtemp == 0) {
                return (-1);
        }

        *temp = (float)rawtemp / DEGREES_CELSIUS_PER_COUNT;

        return (rc);
}


/*bm1383传感器数据读取*/
uint8_t bm1383_read(uint8_t addr, uint8_t *pbuf, uint8_t size)
{

        while(size--){
                *pbuf++ = I2C_ReadOneByte(BM1383_ADD,addr++);
        }
        return 0;
}
/*bm1383传感器数据写入*/
uint8_t bm1383_write(uint8_t addr, uint8_t *pbuf, uint8_t size)
{
        while(size--){
                I2C_WriteOneByte(BM1383_ADD,addr,*pbuf++);
        }
        return 0;
}
/***********************************************
描 述：        加速度传感器读写
作 者：        HCP
时 间：        2019-9
版 本：        V1.0
**********************************************/

#include "kx224_i2c.h"


/*kx224传感器初始化*/
uint8_t kx224_init(void)
{
        uint8_t rc;
        unsigned char reg;
        unsigned char gsel;
        uint16_t _g_sens;
        rc = kx224_read(KX224_WHO_AM_I, &reg, sizeof(reg));
        if(rc!=0){
                return rc;
        }
        if (reg != KX224_WAI_VAL) {
                return (rc);
        }
       
       
        reg = KX224_CNTL1_VAL;
        rc = kx224_write(KX224_CNTL1, &reg, sizeof(reg));
        if (rc != 0) {
                return (rc);
        }

        reg = KX224_ODCNTL_VAL;
        rc = kx224_write(KX224_ODCNTL, &reg, sizeof(reg));
        if (rc != 0) {

                return (rc);
        }

        rc = kx224_read(KX224_CNTL1, &reg, sizeof(reg));
        if (rc != 0) {

                return (rc);
        }
        gsel = reg & KX224_CNTL1_GSELMASK;

        reg |= KX224_CNTL1_PC1;
        rc = kx224_write(KX224_CNTL1, &reg, sizeof(reg));
        if (rc != 0) {

                return (rc);
        }

        switch(gsel) {
        case KX224_CNTL1_GSEL_8G :
        // (Equivalent counts) / (Range) = (32768 / 8)
        _g_sens = 4096;
        break;

        case KX224_CNTL1_GSEL_16G :
        // (Equivalent counts) / (Range) = (32768 / 16)
        _g_sens = 2048;
        break;

        case KX224_CNTL1_GSEL_32G :
        // (Equivalent counts) / (Range) = (32768 / 32)
        _g_sens = 1024;
        break;
        default:
        break;
        }
        return (rc);
}


uint8_t kx224_get_rawval(uint8_t *data)
{
        uint8_t rc;
        rc = kx224_read(KX224_XOUT_L, data, 6);
        if(rc!=0){
       
        }
        return rc;
}

uint8_t kx224_get_val(float *data,int16_t *angle)
{
        uint8_t rc;
        uint16_t _g_sens = 4096;
        unsigned char val[6];
        signed short acc[3];

        rc = kx224_get_rawval(val);
        if (rc != 0) {
                return (rc);
        }

        acc[0] = ((signed short)val[1] << 8) | (val[0]);
        acc[1] = ((signed short)val[3] << 8) | (val[2]);
        acc[2] = ((signed short)val[5] << 8) | (val[4]);
        angle[0] = acc[0];
        angle[1] = acc[1];
        angle[2] = acc[2];
       
        // Convert LSB to g
        data[0] = (float)acc[0] / _g_sens;
        data[1] = (float)acc[1] / _g_sens;
        data[2] = (float)acc[2] / _g_sens;

        return (rc);
}

/*kx224传感器数据读取*/
uint8_t kx224_read(uint8_t addr, uint8_t *pbuf, uint8_t size)
{
        while(size--){
                *pbuf++ = I2C_ReadOneByte(KX224_ADDRESS,addr++);
        }
}
/*kx224传感器数据写入*/
uint8_t kx224_write(uint8_t addr, uint8_t *pbuf, uint8_t size)
{
        while(size--){
                I2C_WriteOneByte(KX224_ADDRESS,addr,*pbuf++);
        }
}

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