【IoT迷你赛】基于 TencentOS tiny 和微信小程序的机柜监控系统demo

原创

gmslermt

修改于 2019-08-28 16:58:29

9950

修改于 2019-08-28 16:58:29

文章被收录于专栏：腾讯云IoT

机柜是 IDC 的重要组成部分，提供使服务器正常运行的外部环境。传统的机柜无法实时监测内部环境，需要人工巡检以保障服务器稳定运行。如何提高监控效率，准确、实时地报告机柜内的状态是一个需要关注的问题。利用各种物联网设备，可以实现数据实时采集、告警等功能。

这里基于 TecncentOS tiny 和微信小程序，实现了一个机柜监控系统demo，用于采集温湿度数据、监控机柜门禁状态、调节风扇开关。由于条件限制，采用一个触点开关模拟机柜门禁，一个小风扇来模拟机柜内的制冷系统。利用采集到的温湿度数据，可以在服务器温度较高时增强散热效果，在服务器温度适当时节省能源。

效果

采集到的数据先上传至云平台，小程序再从云平台获取数据，达到几乎实时显示数据的效果，控制指令则由小程序发送给云平台，云平台再发送给开发板。效果见视频（进行了一定加速），因为小程序的更新频率设定为 5s，所以数据刷新有一定延时。

开发环境

软件

Keil5

doc 中的指南都很详细，有经验的应该能很快配置好。

硬件

连接的设备如图所示，一个 DHT11 传感器，一个触点开关，一个风扇。

系统实现

温湿度检测

使用 DHT11 温湿度传感器，系统直接支持该传感器的驱动，直接调用相关的接口即可。

/***********************   DHT11 连接引脚定义  **************************/
#define DHT11_Dout_GPIO_CLK_ENABLE()              __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
#define DHT11_Dout_PORT                           GPIOA
#define DHT11_Dout_PIN                            GPIO_PIN_6

// 初始化
DHT11_Data_TypeDef dht11_data;
DHT11_Init();
// ...
// 读取数据
DHT11_Read_TempAndHumidity(&dht11_data);

触点开关检测

引脚定义及初始化：

#define DOOR_SWITCH_Pin GPIO_PIN_8
#define DOOR_SWITCH_GPIO_Port GPIOB
// ...
GPIO_InitStruct.Pin = DOOR_SWITCH_Pin;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(DOOR_SWITCH_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

GPIO 引脚如何设定对新手来说很困惑，上拉下拉以及推挽开漏还不够了解，这里只能介绍下自己的理解，触点开关的状态是要根据 PB8 的高低电平来判断，触点开关两根线一根接 GND，另一根接 PB8，开关闭合后 PB8 与 GND 相通变成低电平，因此可以将 PB8 设为上拉，初始是高电平，如果开关闭合，那么 PB8 变成低电平，反之回到高电平。

int door_switch()
{
  // 返回 0 表示开关断开，门关闭
  return (HAL_GPIO_ReadPin(DOOR_SWITCH_GPIO_Port, DOOR_SWITCH_Pin) == GPIO_PIN_SET) ? 0 : 1;
}

风扇控制

将正极接在电源，负极接在GPIO引脚，通过设置引脚高低电平来控制风扇开关。

引脚定义及初始化

#define FAN_SWITCH_Pin GPIO_PIN_0
#define FAN_SWITCH_GPIO_Port GPIOA
// ...
HAL_GPIO_WritePin(FAN_SWITCH_GPIO_Port, FAN_SWITCH_Pin, GPIO_PIN_SET);
// ...
GPIO_InitStruct.Pin = FAN_SWITCH_Pin;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(FAN_SWITCH_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

若 PA0 为低电平则 V5.0 与 PA0 之间的电压驱动风扇转动，若 PA0 为高电平，则加在风扇的电压过低无法驱动风扇。

void set_fan_switch(int on)
{
    GPIO_PinState fan_state = (on == 1) ? GPIO_PIN_RESET : GPIO_PIN_SET;
    HAL_GPIO_WritePin(FAN_SWITCH_GPIO_Port, FAN_SWITCH_Pin, fan_state);
}

int fan_switch()
{
  return (HAL_GPIO_ReadPin(FAN_SWITCH_GPIO_Port, FAN_SWITCH_Pin) == GPIO_PIN_SET) ? 0 : 1;
}

数据上报

在提供的智能灯demo基础之上进行修改，主要修改了数据模板属性的定义以及更新自定义数据的逻辑。

typedef struct _ProductDataDefine
{
  TYPE_DEF_TEMPLATE_BOOL m_door_switch;
  TYPE_DEF_TEMPLATE_BOOL m_fan_switch;
  TYPE_DEF_TEMPLATE_FLOAT m_humidity;
  TYPE_DEF_TEMPLATE_FLOAT m_temperature;
  TYPE_DEF_TEMPLATE_STRING m_name[MAX_STR_NAME_LEN + 1];
} ProductDataDefine;

数据上传通过两种途径，一是定时上报；二是检测到数据有变化就上报。

void test_data_change()
{
  static float old_temperature = -1, old_humidity = -1;
  DHT11_Read_TempAndHumidity(&sg_dht11_data);
  if (!float_equal(sg_dht11_data.temperature, old_temperature))
  {
    // 温度改变
  }
  if (!float_equal(sg_dht11_data.humidity, old_humidity))
  {
    // 湿度改变
  }
  old_temperature = sg_dht11_data.temperature;
  old_humidity = sg_dht11_data.humidity;

  static int old_door_switch = -1, current_door_switch;
  current_door_switch = door_switch();
  if (old_door_switch != current_door_switch)
  {
    // 门锁状态改变
  }
  old_door_switch = current_door_switch;

  static int old_fan_switch = -1, current_fan_switch;
  current_fan_switch = fan_switch();
  if (old_fan_switch != current_fan_switch)
  {
    // 风扇状态改变
  }
  old_fan_switch = current_fan_switch;
}

原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。

如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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