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仓库温湿度自动控制模拟系统

 

 

作者：sunduoze

一、作品简介

 

仓库温湿度自动控制模拟系统以RSL10为控制器模拟工厂仓库的温湿度控制。传感控制节点采集温湿度及光照气压的信息,手机APP可主动连接并获取多个节点反馈并绘制曲线，当温度或湿度偏高则控制开启制冷空调或除湿机，反之则关闭，当温度湿度或光照异常时，判断为火灾信号并报警；手机APP可下发任务到传感控制节点来主动控制。传输节点通过串口收发蓝牙的信息实现手机与电脑交互。兼容设计实现3个硬件共用1个应用固件且可用手机APP实现FOTA。

 

二、系统框图

1. 硬件框架

硬件系统包含2个传感控制节点（安森美RSL10 Sensor板）和1个传输节点（安森美RSL10 002GEVB板）。

1. 1. 1 传感控制节点                                                                                                                                                                  

传感控制节点使用了安森美RSL10-SENSE-DB-GEVK评估板。板载BME680环境监测传感器可用于环境温湿度，气压，CO2等信息的检测；板载LV0104CS传感器可用于检测光照强度，当火灾发生时，光亮超过正常阈值，故有辅助检测的意义；板载的LED用于连接状态的显示和调试辅助用途，按键PB1用于开机时清空N24RF64的EEPROM记录的状态信息，按键PB2可用于选择Sensor节点号（实际申请到2块板子，开机后，检测此按键状态，来选择板卡号，pressed=Sensor 2）；手工额外焊接的OLED可以用来打印Sensor信息，控制信息，板卡信息等。

 

1. 2. 传输节点

 

传输节点使用了安森美RSL10-002GEVB，借用板载J-link的虚拟串口与RSL10进行串口DMA交互，RSL10内部uart与蓝牙link。手机端APP通过蓝牙连接此节点，节点连接电脑，实现手机与电脑的交互。

1. 3. 硬件ID匹配实现

本设计使用D03,D05,DIO12这些IO，在程序初始化时，检测不同状态，实现了程序对板卡的匹配。

2. 软件框架
   1. 软件主程序运行框图  
3. 2. 软件子程序
1. APP_Timer任务：检测并处理电池电压（屏蔽）
2. LED_Timer任务：处理BLE不同状态下LED的状态指示
3. sensor_timer任务：检测传感器信息，执行控制逻辑， OLED刷新数据，打包传感信息及状态信息数据通过BLE发送
4. ctrl_timer任务：调试用，由于全局变量会导致Segger-RTT无法使用，故控制任务在sensor_timer内完成。
5. BLE消息处理任务中包含以下几部分具体任务：

GAPM_CmpEvt，GAPM_ProfileAddedInd，GAPC_ConnectionReqInd，GAPC_DisconnectInd，GAPC_ParamUpdatedInd，GAPC_ParamUpdateReqInd

6. BLE客户服务处理任务中包含以下几部分具体任务：

GATTC_ReadReqInd，GATTC_WriteReqInd，GATTM_AddSvcRsp，GATTC_CmpEvt

其中GATTC_WriteReqInd中，自定义添加了上位机发送到BLE的数据解析任务，此部分也包含了接受BLE数据到通过DMA发送到UART

1. 3. 手机端软件处理（由于不同的安卓版本导致界面存在一定的差异）

安卓手机端使用蓝牙调试器APP，开发了传感控制节点的应用，包含了各种传感信息的显示，同时可显示数据波形，通过按钮可控制节点显示。

 

三、部分功能说明

1. 软件自动匹配。通过使用D03,D05,DIO12这些IO，来实现相同的APP可适配不同的硬件（COIN板暂时没用，但是仍然可以适配）下表是对安森美官方各种板卡的公共资源分配信息。

DIO	002GEVB board	Sensor board	Coin board	Function	Common
D00	-	*led_r*			led_r
D01	-	*led_g*			led_g
D02	-	*led_b*			led_b
D03	ext_io-H	ext_io-L	ext_io	*	ext_io
D04	U1_Rx	SDA	TP1		sda-sensor
D05	**BTN1**/U1_Tx	SCL	TP2-L	*	scl-sensor
D06	*OD_LED*	MEMS_DO	-		led
D07	SCL	-	-		-
D08	SDA	-	-		-
D09	-	INT--	-		-
D12	-	**BTN2**	-		button2
D15	-	**BTN1**	-		button1

2. 传感控制节点BME680驱动。通过调用BESC库来实现BME680传感器的调用，这个传感器包含了温度，湿度，气压，CO2，呼吸VOC等数据，程序汇总通过引用bsec_env_output_struct结构体的output变量全局引用，实现传感数据的应用层调用。
3. 传感控制节点LV0104CS驱动。这个传感器用于PIN2PIN替代NOA1305CUTAG环境光传感器，单独build驱动实现环境光的LUX显示并通过lv0104cs_read_lux_data函数实现应用层的调用。
4. 传感控制节点OLED驱动。OLED是低功耗显示屏幕，通过I2C接口与RSL10进行连接，该屏幕用于调试内容打印，sensor状态显示，APP控制信号显示及着火报警信息反馈。
5. 传输节点。传输节点借用板载J-link的虚拟串口与RSL10进行串口DMA交互，RSL10内部uart与蓝牙link。手机端APP通过蓝牙连接此节点，节点连接电脑，实现手机与电脑的交互。

四、作品源码

apk是安卓应用程序（自己可以去市场下载“蓝牙调试器”），bin可以直接用这个程序打开，然后自己可以进行编辑修改。定义自己的数据格式。

 

五、作品功能演示视频

哔哩哔哩_bilibili

FOTA此处不演示，可跳转此链接查看：【仓库温湿度自动控制模拟系统】9. RSL10 FOTA app的适配

 

六、项目总结

1. 这个是个很棒的练手案子，对于个人而言蓝牙这一块可以说是从0到1开始深入了解，全新的芯片，全新的IDE，硬件版本同样新到超出release的文档，这个过程有非常大的挑战，整个开发过程是非常痛苦，并且到想放弃，但是过段时间折腾一下又有点点突破，磕磕碰碰一步一步走到现在。痛苦的过后将会迎来重生，感谢主办方和EEWORLD，感谢过程中管理员小姐姐的一次又一次的加油打气。

2. 开发的过程中，对整个开发过程影响最大的应该是MESH组网这一块，通过官方的例子，实现基本控制功能，但是由于自己欠缺的太多，官方安卓app也没有源码，后转到微信小程序进行尝试，还是无果。整个工程合并过程满是荆棘，最后也放弃了。想当初因为MESH这个香喷喷的功能，果断放弃Keil，转向Onsemi IDE。这一步迈的步子过于大，一口想吃成胖子，不料....。再后来不在纠结于此，回头把sensor逐个驱起来，慢慢也找回了信心，慢慢走了下来。

3. 整个项目开发下来，目前的工程是可以当做基础模块来引用，很多蓝牙应用的场景，不外乎主从交互这些功能，在此基础上增加更多传感器进行功能适配和扩展就可以72变，仓库温湿度自动控制系统如果要求高，那整个系统远比这个雏形要复杂的多，而且工业环境可靠性是关键，温湿度控制部分的内容等等有很多细节可以扩展，所以可以进步的空间非常大。在这里仅借题发挥来学习一些新的器件，接触一些新的领域，扩宽自己，同时将自己的所学分享出来，让后来者少走弯路，仅此而已。

4. 此外，吐槽还是少不了的。对于安森美的IDE和例子程序，工程风格各式各样，对于初学者难度很大，无形之中把门槛提高了，还有关键的一些代码直接是库，有时候想看看里边又无从下手（暂时没找到源码）。还有IDE使用过程中，static变量会导致uart发送故障，新增的全局变量导致RTT无法使用，莫名其妙很多代码无法打断点等等这些奇葩问题费了不少劲，思路一定得活，不能一条道走到黑，这种活动中很重要。

【仓库温湿度自动控制模拟系统】9. RSL10 FOTA app的适配
【仓库温湿度自动控制模拟系统】3. RSL10 BLE Mesh 组网初体验
【仓库温湿度自动控制模拟系统】2. ON Semiconductor IDE 吃(tian)瓜(keng)
go go go, 让RSL10的LED开始闪烁（文尾有小彩蛋）

RSL10 全家福开箱照

 

七、其他

 

 

 

 

开发套件（纽扣电池），带着屏幕能待机多久？

没看明白：手机与电脑交互，作用是？

这个还没有验证，只知道OLED功耗比较低，抽空验证一下。目前为演示，默认是开启屏幕的，通过按键可以控制显示或关闭。

暂时没有按最初想法跑起来，本意是电脑和传感控制节点直接交互的节点（手机端也可以接入），电脑端的应用没有开发，还有蓝牙上的一些功能也没有开发，最后留下这个。。。