01
introduction
Le système de maison en nuage intelligent conçu dans cet article peut transmettre les informations collectées par le capteur au serveur de la plate-forme Gizwits Cloud IoT via ESP8266, puis les surveiller et les gérer à distance via la montre intelligente. Les capteurs utilisés dans ce système sont relativement courants et bon marché, et les accessoires sont largement disponibles et très précis, évolutifs et hautement portables, réduisant ainsi les coûts matériels et améliorant considérablement les performances de coût du produit.
02
Structure matérielle du système
La structure matérielle de la première partie du système est illustrée à la figure 1. Il utilise un micro-ordinateur monopuce STM32F103ZET6 comme noyau, équipé de capteurs de température et d'humidité, de capteurs de gaz, de capteurs d'intensité lumineuse, de capteurs de fumée, de relais, de moteurs et d'ESP8266. en tant que module de communication pour la transmission de données dans le cloud.
Afin de rendre la transmission des données du système plus stable et fiable, ce système utilise le microcontrôleur STM32F103ZET6 de STMicroelectronics. La fréquence principale de ce microcontrôleur peut atteindre 72 MHz, et il dispose de ressources telles que PWM à 4 canaux, 13 interfaces de communication et des minuteries 16 bits, qui peuvent répondre aux exigences de cette conception.
Figure 1 Cadre du système matériel
La structure matérielle de la deuxième partie du système est illustrée à la figure 2. WT-32-SC01 est un écran tactile visuel avec ESP32 comme cœur.Cette carte de développement est utilisée comme cœur de la montre intelligente, et la maison est surveillée et gérée à distance en se connectant à la plate-forme cloud Gizwits.
ESP32 est un produit d'Espressif Corporation.Il intègre la gestion de l'alimentation, l'amplificateur de puissance, le RFbalun, le filtre et le dispositif de réception à faible bruit, qui peut réaliser de puissantes performances de traitement et une fonction WiFi.
Figure 2 Objet WT-32-SC01
Transmission cloud des données de la maison intelligente
La fonction de transmission de données en nuage de ce système adopte l'ESP8266 d'Espressif, qui dispose d'un système autonome et d'une solution de réseau WiFi complète. En mode AP, ESP8266 peut accéder à des services sans fil, tels que des routeurs, etc., afin de s'interconnecter avec le cloud de Gizwits. La puce de contrôle principale analysera et traitera les informations collectées et les transmettra à la plate-forme cloud de Gizwits via ESP8266.
Surveillance à distance de la montre intelligente
La montre intelligente conçue dans ce système utilise ESP32 comme noyau, se connecte au routeur en mode STA d'ESP32, puis se connecte à l'Internet mobile ; en accédant à l'adresse IP de Gizwits Cloud, il peut lire diverses informations stockées dans le cloud par la maison intelligente et donner des commentaires en temps réel affichés sur la montre intelligente pour atteindre l'objectif de surveillance à distance. Le terminal de surveillance de la montre intelligente est illustré à la figure 3.
Figure 3 Terminal de surveillance de la montre intelligente
Gestion à distance de la montre intelligente
Lorsque la maison intelligente conçue par ce système est en fonctionnement normal, la maison intelligente peut être gérée à distance via l'écran tactile de la montre intelligente. Grâce à l'écran tactile, la montre intelligente renverra les commandes à la plate-forme Gizwits Cloud en temps réel, et le Smart Cloud Home lira les commandes du Gizwits Cloud, effectuera une auto-vérification et exécutera les commandes. Par exemple, allumez à distance les ventilateurs électriques et les lumières LED, etc.
Réglage intelligent de la maison intelligente
Le système activera la fonction de réglage intelligent dans des conditions de fonctionnement normales. Le système utilise un capteur de température et d'humidité pour détecter la température et l'humidité intérieures. Lorsque la température dépasse le seuil défini, le système allume automatiquement le ventilateur pour refroidir la pièce ; lorsque la concentration de dioxyde de carbone à l'intérieur atteint le seuil, le relais conduire le ventilateur d'extraction. Ventilation ; lorsque l'intensité lumineuse est inférieure au seuil défini, l'éclairage LED s'allume automatiquement ; lorsqu'une grande quantité de monoxyde de carbone est générée dans la pièce, le système déclenche une alarme et ventile pour évacuer le carbone monoxyde dans la chambre. Tous les seuils de réglage intelligent peuvent être ajustés en fonction de la situation.
03
Conception et mise en œuvre de logiciels
Données de collecte du système de maison intelligente
L'ordinateur monopuce de ce système initialise chaque capteur, et le capteur transmet les informations collectées telles que la température et l'humidité, la concentration de dioxyde de carbone, l'intensité lumineuse, la concentration de monoxyde de carbone, etc. à la puce de contrôle principale, et la puce de contrôle principale sera analyser et traiter les données reçues et attendre l'envoi. Le processus de collecte de données de la maison cloud intelligente est illustré à la figure 4.
Figure 4 Processus de collecte de données sur le cloud domestique intelligent
Transmission cloud des données de la maison intelligente
La puce de contrôle principale définit l'intervalle de temps pour envoyer des données à chaque fois via la minuterie, ce qui peut améliorer efficacement la stabilité du système. La puce de contrôle principale connecte les données traitées à Internet via ESP8266, puis les transmet à la plate-forme cloud Gizwits. Le processus de transmission dans le cloud des données de la maison intelligente dans le cloud est illustré à la figure 5.
Figure 5 Processus de transmission des données du cloud domestique intelligent
Transmission en nuage de données de surveillance à distance de la montre intelligente
La montre intelligente lit les données de la plate-forme Gizwits Cloud en se connectant à l'Internet mobile, et la puce de contrôle principale ESP32 à l'extrémité de la montre affiche les données sur l'écran tactile en temps réel. Le flux de données affiché sur la montre intelligente est illustré à la figure 6.
Figure 6 Le flux de données affiché sur la montre intelligente
Gestion à distance de la montre intelligente
Grâce au retour tactile de l'écran tactile, ESP32 transmet les commandes à la plate-forme Gizwits Cloud IoT en temps réel, et enfin au système de maison intelligente en nuage. La figure 7 montre le processus d'envoi de commandes pour la rétroaction tactile du côté de la montre intelligente.
Figure 7 Commande de rétroaction tactile latérale de la montre intelligente
Ajustement intelligent
Le système active automatiquement le système de réglage dans des conditions de fonctionnement normales et la puce de contrôle principale analyse les données transmises par chaque capteur pour déterminer si chaque état se situe dans la valeur seuil et effectuer un réglage intelligent. Le processus d'ajustement intelligent est illustré à la figure 8.
Figure 8 Processus de réglage intelligent
04
Résultats expérimentaux
L'objet réel du système de maison intelligente est illustré à la figure 9. Effectuez des tests matériels et logiciels sur le système.Ce système utilise la construction de la table de sable comme support et fixe chaque module fonctionnel sur chaque position de la construction de la table de sable.Il réussit le test du système de collecte de données smart cloud home, le test de transmission du cloud de données, test de surveillance à distance de la montre intelligente, smart Le test de gestion à distance du téléphone portable et le test de réglage intelligent de la maison intelligente cloud prouvent que le système peut fonctionner normalement. La montre intelligente affiche à distance le "démarrage normal" en temps réel, ce qui est cohérent avec les données collectées par la maison intelligente, et le temps de réponse du système est d'environ 1 s. L'erreur de traitement du système pour la température et l'humidité, la concentration de fumée et la concentration de monoxyde de carbone dépassant le seuil est de 1 % à 5 %, ce qui répond aux exigences de conception.
Figure 9 Objet maison intelligente
05
Résumé de l'expérience
En réponse au phénomène de vieillissement dans notre pays, il est nécessaire de libérer les jeunes des tâches ménagères quotidiennes fastidieuses, compliquées et très répétitives, afin qu'ils puissent se concentrer sur des affaires plus valorisantes et créatives. Le système de maison en nuage intelligent étudié et développé dans cet article peut être installé dans les maisons de la plupart des familles. Il présente les avantages d'une grande évolutivité, d'une forte stabilité et de performances à coût élevé, et peut améliorer efficacement la qualité de vie des gens.
Le schéma de cet article peut également être optimisé à partir des aspects suivants : optimiser le système de transmission de données, réduire le temps de retard des données, afin qu'il puisse afficher plus rapidement les données sur la montre intelligente ; augmenter la fonction de surveillance et de gestion à distance de l'APP du téléphone mobile , et le taux d'utilisation actuel des téléphones intelligents est très élevé, est une bonne plate-forme de surveillance et de gestion à distance.
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