机智云平台的高效温湿度智能测控研发

 

关键词：机智云平台;温湿度测控;WiFi网络;高效精准;

目录

1、功能实现

2、系统结构搭建

3、物联网平台运用

4、系统算法设计

5、APP演示

6、结论

 

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功能实现

本系统是室内温湿度测控技术研发了一款基于机智云平台在室内环境下可通过WiFi网络，语音，按键等多种智能操控方式、精准检测、快速响应功能的温湿度测控系统。当温度、湿度不符合用户的需求时，可以实现对设备的自动控制，使环境信息满足用户需求。本系统对湿度的智能控制速度和加湿效率的优势也是十分突出的。

 

高效温湿度测控系统总体设计思路

 

本系统采用机智云平台APP、WiFi模块、语音识别模块、语音合成模块、微处理器、湿度传感器和加湿除湿模块设计了一套可通过WiFi网络对室内温湿度进行实时监测、实时调节、报警提示的智能温湿度检测系统。主控制器采用价格低廉、性能高的STM32F103作为主控芯片。

 

系统控制方式可以分为三种：通过机智云平台开发APP借助WIFI网络、使用语音以及按键控制MCU,MCU从而对各个传感器进行控制，实现对目标湿度的设定、调节等功能，当环境的湿度过高或者过低都会进行相应的报警提示。图1展示了本系统的总体方案框图。

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测控系统器件选用以及结构搭建

 

2.1MCU主控模块

 

本次选用的微控制器意法半导体公司生产的STM32F103RCT6。这款控制芯片的内核规格为是32位的，主频频率72MHz，程序的内存类型为flash，具有256KB的闪存存储器，以及48KB的SRAM随机存储器。这款芯片不仅开发简单，而且成本代价低。

 

STM32F103RCT6[3]采用的Cortex-M3内核使用哈佛结构，数据和程序代码独立存储，指令总线和数据总线也是相互独立互不干扰的。这种结构使得数据的读取时间大大缩减，工作效率大大提高，性能也得到了很大程度上的提高，同时各个总线接口可以并行运行。
 

 

 

2.2WiFi模块

此模块针对物联网应用设计，可以将电气设备通过此模块连接到互联网或本地通信网络上从而实现网络功能。

2.3语音模块

该款单片机有16个单片机IO口，因此模块无需借助其他处理器，可以单独完成语音识别和输出操作。

 

2.4加湿模块

其振荡频率通常为1.7MHz或2.4MHz，将产生的超高频信号传输到雾化片上，带动雾化片的超频震动，从而增加环境的湿度，达到加湿的目的。

 

2.5语音合成模块

通过语音合成模块与单片机、扬声器配合使用，将获取到的温湿度信息以及MCU控制信息以语音的形式播报出来。
 

 

机智云物联网平台运用

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机智云是一个专门针对物联网和云服务设计的开发平台，旨在为用户提供云端服务和智能硬件开发工具，使开发者能够减小对物联网平台的开发门槛，缩短产品研发周期、降低开发成本、提高开发效率。此外，机智云平台还提供二次开发的GAgent，无需用户维护IaaS平台，帮助企业和开发者更好地服务大众。

 

本系统可以通过机智云平台选定硬件平台，以及方案类型，生成MCU在开发过程中所需要的代码，实现机智云平台与MCU的快速接入。因此可以跳过通讯协议，通过移植生成的源码便可快速开发硬件程序以实时精准地测控温湿度。

 

3.1应用开发

 

机智云平台根据用户所使用的平台，选择所需要的平台源码，能够自动生成App的源码，打包后便可直接安装到手机上运行。用户也可以在源码的基础上自行修改，通过自己的创意来设计APP，从而实现更好的用户体验或提高应用的质量。图01和图02分别为机智云平台应用的开发及本系统所用应用的部分页面。

 

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机智云平台架构原理图

02

开发平台及源码生成

本系统应用的部分页面

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软件及算法设计

 

 

4.1软件设计总体方案

本次项目用到的所有算法包括语音播报控制、数据处理、事件处理逻辑、语音识别控制、按键扫描及关键词等算法。

 

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语音播报控制

收起语音播报控制算法的思想主要是通过系统的状态以及单片机采集到的一些温湿度信息，根据设定的控制标志位状态进行反馈，配合语音识别模块形成人机交互的效果。

 

当单片机接收到语音识别模块发来的标志符时，就会按照设定文本信息以及采集到的温湿度信息控制语音合成模块进行语音的合成以及播报。当利用手机端，按键，或者语音控制系统状态变化时语音模块也会相应地进行语音提示。

02

数据处理

用户数据处理的主要任务是根据温湿度模块获取的外界温湿度数据点进行处理，并根据湿度调控开关，警报开关的状态，以及设定的目标湿度，湿度报警阈值的上下限控制加湿模块，风扇，蜂鸣器的工作状态从而达到湿度控制，湿度报警的效果。加湿时风扇和加湿模块同时工作从而使得加湿更加地均匀，在除湿时，只需让风扇工作即可达到除湿的效果。

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关键词添加

关键词添加算法的思想是提前将指令语句的拼音添加到关键词列表，并与相应的识别码进行一一映射。当识别模块识别到外界的语音信息中有与设定的关键词相似的频率的声波信号时，就会匹配关键词语列表中的关键词，将关键字列表中得分最高的关键词语找出并映射到相应的识别码，然后执行相应操作。

 

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温湿度测控系统实物展示

 

 

基于上述有关原理的探究、系统整体设计和软硬件开发，设计并研发出一款基于机智云平台在室内环境下可通过WiFi网络，语音，按键等多种智能操控方式、精准检测、快速响应功能的温湿度测控系统。

 

结束语

 

 

系统介绍一个温湿度测控系统，它主要解决以下问题：物联网的快速搭建、个性化的手机应用程序设计、精准语音指令的识别以及快速湿度调节的能力。实现了通过手机、语音控制和按键对环境湿度进行实时监控，能够为大棚、粮仓和其他要求湿度较高的室内环境提供一套高效、精准、可靠的控制方案。