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WiFi智能小车远程温湿度测量设计探索

2022-05-08 16:11 来源:人工智能论文 人参与在线咨询

摘要:本文设计了一种借助WiFi传输的智能型小车温湿度测量装置,用于实现远距离或者针对仓储场地移动测量温湿度的功能。本装置可基于远距离控制以及超声波避障控制的小车,来远程采集环境的温度及湿度数据信息。实际进行测试后,表明该装置实现对于仓储场地的多次循环测量操作、多点动态测量以及数据信息传送的目标。两类操作模式可随时切换,具备优良的适应性及灵活性,能提升仓储场地实时监测的能力,有较高的应用价值。

1.概述

温度以及湿度指标是仓储场地的2类关键性的环境参数数据,对温度以及湿度的测量工作通常会选取相应的传感器装置实施单点、静态模式的操作,或在某空间内设置多个测量用的节点,使用无线网络连接的办法达成多点类型的温度及湿度的测量目的,也可能有使用一套总线下面挂载多个传感器装置实施测量的模式。上述方法的工作运行成本相对比较高,测量点位置进行设置的工作量比较大,并且有线测量的模式,其后期进行维护和升级改造的难度比较大,如果采用无线网络配置的多点测量模式就要设置一定数量的无线网络模块以及处理单元模块,尤其是当测量点的数量比较多的情况下,工程造价相对比较高。因此本装置系统使用WiF无线连接的智能型小车作为测量操作的载具,搭载相应的温度及湿度传感器装置,对于该小车实施远程控制,能够进行实时数据的测量和采集,并把收集到的数据信息远距离传送到OneNET云技术平台中。本系统具有远距离控制及超声波避障2种工作模式,能够达到针对仓储场地完成多点动态的循环测量操作的目的,将常规的静态测量作业转化成特定范围之内的动态多点类型的测量操作。本装置系统采用OneNET制式的物联网云技术平台为基础,确保智能小车具有远距离控制以及数据信息测量和传送的能力,可以最大限度地拓宽该装置的实际应用领域。

2.系统装置的总体设计思路

本装置系统主要由智能型小车以及OneNET类型的物联网云技术平台的远程控制以及数据信息传送部分构成。智能型小车装置使用STM36F103RCT8模块作为主控装置,依靠温度及湿度传感器装置(型号为HDC1080)来测订温度及湿度的数值。智能小车组件主要包含底盘装置、驱动电机以及车轮装置等。电机的驱动过程使用L298N单元模块进行,超声波控制模块设置在舵机方向控制单元之内,用于完成左、中以及右这3个方向的避障操作以及距离测量操作。智能型小车和云技术平台间是采用ESP8268单元模块达成远距离控制以及数据信息传送的功能。OneNET属于一类比较成熟的物联网技术云平台系统,本装置系统使用OneNET制式的云技术平台运行,网页类型的应用控件、下发命令的控件等用于达成数据信息接收操作以及远距离指令发出等实际应用。借助网页端以及智能手机的APP端进行同步的应用,能够快速和方便地搭建远距离、移动类型的多点智能小车的温度及湿度测量操作装置系统。该系统工作的时候,智能型小车通常在远程命令的操控之下,完成车辆的前进、后退以及转弯等操作,并且还能够执行测量环境温度及湿度数值的动作,以5秒的时间为间隔,将数据传送到云技术平台之上,网页以及智能电话APP均可以接收相关的数据信息。智能小车进行动态运行,对于仓储场地可以进行多点的测量操作。通过相关指令的发出,能够把智能小车的工作模式切换成超声波避障的模式,并且可以优化相应的避障程序,使得智能小车具备更优良的适应性和通用性。本装置系统的主要结构如图1所示。

3.硬件装置的设计简述

3.1OneNET云技术平台介绍

OneNET指的是中国移动通信有限公司推出的物联网系统开放类型平台,此平台隐藏了比较繁杂的细节类技术指标,提供用户多种简易的协议,支持主流的智能类型硬件的连接以及大数据技术响应的服务模式。用户按照其规范的要求接入此平台,对于数据信息进行上传操作,用于实现数据信息的传送和存储的功能,与此同时,该平台还可以支持EDP以及HTTP等多种设备接入的协议。相关用户在中国移动的官网注册指定账号之后就能够进入云技术平台生成相应的项目。数据信息上传之后,用户能够在网页端和智能手机APP端查阅相应的数据以及实时的数据变化曲线,也能够发出特定的控制命令,对智能设备的工作状态进行控制。

3.2硬件装置设计简述

智能小车的硬件设计使用的是模块化的设计思路。智能小车的硬件系统主要可以分成微控制主控单元模块、电机驱动控制单元模块、舵机控制模块、超声波控制单元模块、温度及湿度测量单元模块以及WiFi控制单元模块。各个单元与主控功能的单元模块的连接模式依据不同类型模块的实际特点,进行科学合理的分配相应的外部设备资源,达到对于智能型小车硬件资源合理配置的目的。智能性小车的微控制单元应用的是型号为STM32F103RCT6的Cortex-M3类型架构的处理器单元,其主频可以达到72兆赫兹,具有48KB容量的RAM存储,256KB容量的FLASH闪存,配备两个基本的定时器装置,四个通用的定时器装置,两个高级的定时器装置,五个串口装置以及50个通用类型的I/O接口,符合智能型小车的主要应用需求。适用智能型小车的四轮驱动功能以及速度控制的要求。使用的ESP8268属于一款高度集的WiFi通信模块,其自身属于一个32位类型的MCU单元模块,能够独立进行网络地址的访问操作,也能配合其他主控芯片单元的工作,帮助其连入互联网系统。ESP8268模块允许其被设置成热点(简称AP)、客户端(简称STA),热点+客户端(简称AP+STA)等3类不同的应用模式,本文设计的装置系统中将ESP8268模块设置成STA应用的模式,连到主控芯片单元的串口2位置。通过路由器装置连入互联网,实现控制和传输的功能。小型车辆的车轮系统所搭配的电机驱动形式采用L297N相关程度控制模块技术,WiFi智能控制相关工程技术人员在该控制系统内部安装了三组双“H”桥型驱动装置,当中每一个L297N相关程度控制模块能够单独将三组异步伺服电机进行合理驱动,三组异步伺服电机驱动的输入信号是由EN(输出端)、IN1(输入端)及IN2(输入端)构成。EN(输出端)在通常状况下接入主要控制端口输出的波形二次曲线,该二次曲线能够合理控制异步伺服电机的最大额定转速,IN1(输入端)与IN2(输入端)接入至主控的3个Input/Output(输入与输出)相关端口,进而有效把控异步伺服电机的正转及反转。基于此,WiFi智能控制相关工程技术人员选取TIME9高精度定时装置的CH(1~4)通信管道搭配5组波形二次曲线,PC(7~9)分别接入至L297N三组EN(输出端),异步伺服电机的正转及反转信号接收到主要程度控制芯片的Input/Output(输入与输出)相关端口。WiFi智能控制相关工程技术人员将PA7端口信息接入相关装置,此类端口即为TIME3的CH3通信管道的Output(输出端口),输出波形二次曲线进而将舵机运行状态进行合理控制。

4.软件程序规划及设计研究

4.1重要参数信息数据流技术

智能化小车和OneNET网络之间借助相关CAN-bus总线技术协议将重要参数信息进行行之有效的传输,该技术协议完全支持重要参数信息的高速双向传输,并且具有实时性高的技术优势,与此同时还具备长周期稳定连接等技术优点,WiFi智能控制相关工程技术人员是基于物联网规划设计一种重要通信网络技术传输协议。在相关装置登录OneNET系统平台以后,WiFi智能控制相关工程技术人员选取在该技术协议框架范围内搭建“智能化小车”相关科技产品,在应用界面添加新装置以后,针对智能小车的重要参数信实施行之有效的规划与分析。该系统重要参数信息流的传输模式有以下两种类型:

4.1.1上行端口所应用的数据流相关技术研究

上行端口所应用的数据流相关技术指的是WiFi智能控制相关工程技术人员将智能小车所测试的重要参数信息,在通常状况下由连接在主程序控制芯片I2C设置的Input/Output(输入与输出)相关端口的温度及湿度传感装置HDC1080测量出的温度及湿度相关参数组成。

4.1.2下行端口所应用的数据流相关技术研究

下行端口所应用的数据流相关技术指的是WiFi智能控制相关工程技术人员将官方网页与手机APP程序应用端所发出的即时控制相关指令,借助OneNET云技术相关平台发送给智能小车,进而实现有效控制小车运行的目的。

4.2主要计算机控制程序规划与设计

WiFi智能控制相关工程技术人员在规划设计之前首先必须针对智能小车主要控制系统内部的各个控制模块进行初始化研究,必须经过串口3发送AT指令再传输至ESP8276模块,WiFi智能控制相关工程技术人员将ESP8276设置成STA运行模式,在完成WiFi连接以后,针对接收指令实施分析并且执行,完成控制小车运行。WiFi智能控制相关工程技术人员在接收到小车“运行模式”变成“超声波避障模式”以后,此时智能小车将执行障碍躲避程序。主要计算机控制程序及相关流程图如图2所示。

4.3使用客户可视化应用界面研究

WiFi智能控制相关工程技术人员将使用OneNET系统所组建的新产品必须具有使用重要数据信息管理及文档编辑功能,各种程序控件和重要参数信息数据流匹配并建立起合理关联,在新产品创建完成以后先进行保存随后再进行发布与数据信息的共享,使用客户就能够在相关官方网页及手机APP应用程序端访问OneNET系统平台,并且能够在最短的时间内接收重要参数信息及发送程序控制指令。该系统研发的使用客户手机端APP应用程序可视化相关操作界面如图3所示。

5.相关试验测试研究

WiFi智能控制相关工程技术人员在针对“智能小车”的软件及硬件系统进行全方位调试并组建完成以后,打开OneNET官方网页及手机APP应用程序实施双线开启运行状态,通过智能WiFi系统将智能小车连接,登录OneNET云技术平台系统就能够找到相关设备由“离线状态”变成“在线状态”。WiFi智能控制相关工程技术人员将智能小车的各种运行状态是由“选择模式”开关进行有效控制的,对于左侧、中间、右侧三个方向所对应的最小安全距离分别进行合理测量。根据相关试验结果得出,WiFi智能控制相关工程技术人员将相关网页界面及个人手机APP应用程序控制端实现安全稳定运行,重要参数信息的接收及指令下发功能均处于正常运行状态。

6.结语

综上所述,本文基于WiFi智能控制相关工程技术人员所研究的智能小车驱动系统搭载了温度及湿度传感装置HDC1080将相关重要参数信息进行行之有效的测试,根据相关试验结果将重要参数信息上传至OneNET云技术相关系统,WiFi智能控制相关工程技术人员组建了多点远程和可移动式的温度及湿度实施测量系统。该系统能够确保重要参数信息的接收及发送控制指令的远程控制工作变得非常简单并且容易操作。与此同时还具有运行稳定、功能强大及可适用于各种不同类型的通信场合。

作者:何爱睿 单位:兰州博文科技学院

关键词阅读:
谈人工智能下会计学专业人才培养 05-08
05-08
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