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stm32室内环境监测系统程序（项目分享DIYSTM32植物监测系统）

威哥 829

stm32室内环境监测系统程序（项目分享DIYSTM32植物监测系统）3）DHT22温度传感器2）Sigfox TD1208R项目需要的知识储备系统的硬件组成部分1）主控：STM32 L432开发板

疫情让很多人成为园艺大师，在家种上了蔬菜。如何科学规范的种植呢？今天分享的就是一套近乎0基础就可以实现的植物监测系统。

stm32室内环境监测系统程序（项目分享DIYSTM32植物监测系统）(1)

系统功能

监控包括：

  • 空气/土壤水分
  • 空气/土壤温度
  • 亮度（包括RGB 光线）

附加的功能：
还可以发送本地化信息，从而提供天气预报。为监控系统创建了一个Twitter帐户。使用 Sigfox 发送的每条消息也作为推文发送。

项目需要的知识储备

  • 微控制器编程
  • 如何阅读数据表并提取最重要的数据
  • I2C、SPI、UART、CRC 协议
  • 如何使用 Sigfox 发送数据（Sigfox 无线技术是低功耗广域网 (LPWAN) 技术）：
  • 1）AT 命令
  • 2）每天可以发送多少条消息？
  • 3）如何构建消息？（JSON 语言）

系统的硬件组成部分

1）主控：STM32 L432开发板

2）Sigfox TD1208R

3）DHT22温度传感器

4）Seeed Studio Grove 湿度传感器

5）Adafruit TSL2561 照度传感器

6）Adafruit TCS34725 RGB 颜色传感器

7）Seeed Studio Grove DS18B20 温度传感器

8）Adafruit 单色 0.96" 128x64 OLED 图形显示器

9）USB Micro-B 连接器分线板

系统设计步骤

1. 对项目使用的所有引脚进行映射

2. 对微控制器 STM32 NUCLEO-L432KC 进行编程

  • 从传感器获取数据
  • 使用 Sigfox 转换发送数据
  • 在 OLED 屏幕上显示数据
  • 配置 Sigfox 模块不发送消息时微控制器的睡眠模式

3. 配置仪表板，将显示所有检索到的数据

  • 创建图表
  • 将数据保存在数据库中
  • 使用此数据显示天气预报
  • 配置 Twitter 和邮件
  • CSV 报告（每周、每月和每半年）
  • 如果有多个Sigfox模块，创建一个下拉列表以允许最终用户过滤数据以显示

使用哪些引脚？

项目有 5 个传感器可供使用，它们的连接通信方式不同。阅读 NUCLEO L432KC 的数据表可以对要使用的引脚进行分类。

下图为项目定义的映射：

stm32室内环境监测系统程序（项目分享DIYSTM32植物监测系统）(2)

点击可放大

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stm32室内环境监测系统程序（项目分享DIYSTM32植物监测系统）(3)

stm32室内环境监测系统程序（项目分享DIYSTM32植物监测系统）(4)

软件代码编写

要使用的头文件：

#include "mbed.h" #include "DS18B20.h" #include "DHT.h" #include "TSL2561.h" #include "Adafruit_SSD1306.h" #include "WakeUp.h"

在mapping.h 文件中，根据需要注释/取消注释以下行：

// Uncomment line to enable the focused object/sensor : #define OLED_ACTIF #define SIGFOX_ACTIF #define I2C_ACTIF #define DEBUG_UART_ACTIF #define DHT_ACTIF #define GROVE_MOIST_ACTIF #define ONEWIRE_TEMP_ACTIF #define LUX_ACTIF #define RGB_ACTIF #define BATTERIE_ACTIF

对于高级用户，可以在此文件中修改其他参数，例如：

  • 传感器校准
  • 引脚分配
  • 测量精度
  • 计时

main初始化：

/********************************* Initialisation *********************************/ #ifdef BATTERIE_ACTIF float BATTERIE_MIN = 33; float BATTERIE_MAX = 42; #endif #ifdef OLED_ACTIF // Initialisation de l'écran OLED.fillRect(0 0 LARGEUR_OLED HAUTEUR_OLED BLACK); OLED.setTextCursor(0 10); OLED.printf("==================="); OLED.setTextCursor(0 20); OLED.printf(" PlantSigfox "); OLED.setTextCursor(0 30); OLED.printf(" Projet ei2i-4 "); OLED.setTextCursor(0 40); OLED.printf("Jeanne Anais Thomas"); OLED.setTextCursor(0 50); OLED.printf("==================="); OLED.display(); #endif #ifdef DEBUG_UART_ACTIF // Initialisation des communications UART pc.format(8 SerialBase::None 1); pc.baud(9600); #endif #ifdef SIGFOX_ACTIF Sigfox.format(8 SerialBase::None 1); Sigfox.baud(9600); #endif #ifdef ONEWIRE_TEMP_ACTIF // Initialisation du capteur de température while (!Temperature.initialize()); // on attend que le capteur soit initialisé avant de pouvoir effectuer des mesures #endif #ifdef RGB_ACTIF // Initialisation du TCS34725 rgb.init_RGB(); #endif // Attente de 5 secondes avant le démarrage du programme wait(5);

主循环分为 3 个部分：

1 - 获取方法和数据处理：

为了使测量点更可靠，每个点对应于一段时间内的测量平均值（在 Mapping.h 中定义）。

/********************************* Mesure des ADC *********************************/ // On effectue une moyenne sur une quantité de relevés ( pour avoir une mesure fiable ) #if defined(GROVE_MOIST_ACTIF) || defined(BATTERIE_ACTIF) Niveau_Batterie = 0; HumidSol = 0; for (i=0; i < NB_MESURES; i ) { #ifdef BATTERIE_ACTIF // Batterie VBAT = 100 * Batterie; // Lecture de l'entrée ADC Niveau_Batterie = ((VBAT - BATTERIE_MIN) / (BATTERIE_MAX - BATTERIE_MIN)) * 100 ; #endif #ifdef GROVE_MOIST_ACTIF // Humidité du Sol (Grove) HumidSol = ((Capteur_Moisture - GROVE_MOIST_MIN) / (GROVE_MOIST_MAX - GROVE_MOIST_MIN)) * 100; #endif wait(TEMPS_MESURE); } #endif // Moyennage du résultat #ifdef GROVE_MOIST_ACTIF HumidSol /= NB_MESURES; #endif #ifdef BATTERIE_ACTIF Niveau_Batterie /= NB_MESURES; // Limitation de la batterie if (Niveau_Batterie >100) Niveau_Batterie = 100; // Si la batterie est déconnectée on doit le faire remarquer (code : 101) if (Niveau_Batterie < 0) Niveau_Batterie = 101; #endif /********************************* Température du sol (OneWIRE) *********************************/ #ifdef ONEWIRE_TEMP_ACTIF Temperature.setResolution(twelveBit); // Le choix de la résolution se fait avant le relevé des données TempSol = Temperature.readTemperature(); // relevé de données #endif /********************************* Température/Humidité Air (Grove) *********************************/ #ifdef DHT_ACTIF int err; wait(1); // wait 1 second for device stable status do { err = sensor.readData(); wait(1); } while (err != 0); if (err == 0) { TempAir = sensor.ReadTemperature(CELCIUS); HumidAir = sensor.ReadHumidity(); } #endif /********************************* Luminosité / RGB(Adafruit) *********************************/ #ifdef LUX_ACTIF Lumiere = COEF_LUX * lum.lux(); #endif #ifdef RGB_ACTIF rgb.GET_RGB(&Clear &Red &Green &Blue); #ifdef RGB_1_OCTET // On réduit la précision des données brutes en divisant par 256 pour n'avoir qu'un octet seulement Clear /= 256; Red /= 256; Green /= 256; Blue /= 256; #endif #endif

2 - 显示和发送数据：

数据显示在 OLED 屏幕上，并通过 Sigfox 模块作为帧发送到云端。

/********************************* Affichage OLED *********************************/ #ifdef OLED_ACTIF // OLED Reset OLED.fillRect(0 0 LARGEUR_OLED HAUTEUR_OLED BLACK); line = 0; // Sol : #if defined(GROVE_MOIST_ACTIF) && defined(ONEWIRE_TEMP_ACTIF) OLED.setTextCursor(0 line); OLED.printf("Sol = %d \tC // %d \t/\t" (int)TempSol (int)HumidSol); line =10; #endif // Air : #ifdef DHT_ACTIF OLED.setTextCursor(0 line); OLED.printf("Air = %d \tC // %d \t/\t" (int)TempAir (int)HumidAir); line =10; #endif // Intensité lumineuse #if defined(LUX_ACTIF) && defined(I2C_ACTIF) OLED.setTextCursor(0 line); OLED.printf("Light = %d" (int)Lumiere); OLED.setTextCursor(110 line); OLED.printf("Lux"); line =10; #endif // Couleurs RGB #if defined(RGB_ACTIF) && defined(I2C_ACTIF) OLED.setTextCursor(0 line); OLED.printf("RGB = %d/%d/%d" Red Green Blue); line =10; OLED.setTextCursor(0 line); OLED.printf("Clear = %d" Clear); line =10; #endif // Batterie #ifdef BATTERIE_ACTIF OLED.setTextCursor(0 line); if (((int)Niveau_Batterie >= 0) && ((int)Niveau_Batterie <= 100)) { OLED.printf("Batterie : %d" (int)Niveau_Batterie); OLED.setTextCursor(110 line); OLED.printf("\t/\t"); } else { OLED.printf("Prise Secteur"); } #endif // Display OLED.display(); #endif /**************************************************************************** Envoi des données via le module Sigfox (dépend du format des données) *****************************************************************************/ #ifdef SIGFOX_ACTIF #if defined(RGB_2_OCTET) && !defined(RGB_1_OCTET) // trame 1 : [T°Air Hum Air T°Sol Hum Sol Lumiere Batterie] Sigfox.printf("AT$SS=x x x x x x \r\n" (int)TempAir (int)HumidAir (int)TempSol (int)HumidSol (int)Lumiere (int)Niveau_Batterie); // trame 2 : [Clear Red Green Blue] Sigfox.printf("AT$SS=x x x x \r\n" Clear Red Green Blue); #endif #if defined(RGB_1_OCTET) && !defined(RGB_2_OCTET) // trame : [T°Air Hum Air T°Sol Hum Sol Lumiere Batterie Clear Red Green Blue] Sigfox.printf("AT$SS=x x x x x x x x x x \r\n" (int)TempAir (int)HumidAir (int)TempSol (int)HumidSol (int)Lumiere (int)Niveau_Batterie Clear Red Green Blue); #endif #endif // Envoi des données sur le debug UART (optionnel) #ifdef DEBUG_UART_ACTIF #if defined(RGB_2_OCTET) && !defined(RGB_1_OCTET) // trame 1 : [T°Air Hum Air T°Sol Hum Sol Lumiere Batterie] pc.printf("AT$SS=x x x x x x \r\n" (int)TempAir (int)HumidAir (int)TempSol (int)HumidSol (int)Lumiere (int)Niveau_Batterie); // trame 2 : [Clear Red Green Blue] pc.printf("AT$SS=x x x x \r\n" Clear Red Green Blue); #endif #if defined(RGB_1_OCTET) && !defined(RGB_2_OCTET) // trame : [T°Air Hum Air T°Sol Hum Sol Lumiere Batterie Clear Red Green Blue] pc.printf("AT$SS=x x x x x x x x x x \r\n" (int)TempAir (int)HumidAir (int)TempSol (int)HumidSol (int)Lumiere (int)Niveau_Batterie Clear Red Green Blue); #endif #endif

3 - 待机：

微控制器进入待机模式以限制其空闲时间的消耗：

/********************************* Mise en veille de l'appareil *********************************/ #if defined(OLED_ACTIF) && defined(OLED_VEILLE) // Test : éteindre l'écran au bout d'un temps donné wait (DUREE_AFFICHAGE); OLED.fillRect(0 0 LARGEUR_OLED HAUTEUR_OLED BLACK); OLED.display(); WakeUp::set_ms((TEMPS_RELEVE-DUREE_AFFICHAGE)* 1000); deepsleep(); #else WakeUp::set_ms(TEMPS_RELEVE * 1000); deepsleep(); #endif

注意：整个代码依赖于 Mapping.h 文件中的配置

PCB焊接

硬件组件接线整体示意图：

stm32室内环境监测系统程序（项目分享DIYSTM32植物监测系统）(5)

太阳能电池的制作：

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外壳及封装：

stm32室内环境监测系统程序（项目分享DIYSTM32植物监测系统）(7)

此项目来自hackster.io，制作者是Team PlantSigfox EI2I4: Thomas Broussard Jeanne Baumier Anaïs Auberval

END

转载自：达尔闻说

文章来源于项目分享| DIY STM32植物监测系统，园艺大师指日可待

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/5D1ZhbEw27goCkPp4u0ALQ

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