【IoT毕设】STM32与机智云自助开发平台的宠物智能喂养系统

1引言

饲养迷你宠物逐渐成为年轻人的时尚,但由于工作繁忙很多萌宠都无法得到悉心照顾,课题设计了一个针对迷你宠物饲养的智能家居系统,系统基于应用层、网络层、感知层三层物联网体系架构,具有云平台、上位机、下位机、移动智能终端四大模块。其中,下位机由CC2530作为协调器,通过ZigBee协议完成无线终端节点组网,STM32单片机搭载esp8266WIFI模块作为下位机网关,借助机智云自助开发平台提供的M2M协议完成下位机和移动智能终端的远程数据传输。

2系统设计
2.1下位机整体设计

下位机系统主要依靠CC2530芯片、以及STM32F103芯片基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议,组成星形无线传输网络层。采用ZigBee进行下位机组网,下位机由宠物环境监测模块、宠物体征监测模块、执行部件控制模块、安防报警模块组成,主要负责宠物环境以及体征状况信息采集以及执行部件控制,下位机硬件结构框图见图1。

图1硬件结构框图


2.2上位机设计

上位机选用PC作为硬件平台,利用C#语言完成上位机界面开发,SerialPort控件完成与下位机网关的数据通信,上位机带有显示界面,能够对宠物环境以及宠物体征数据进行实时动态显示,另外它还具有控制界面,能够进行投食、喂水、加热等执行部件控制。部分上位机控制显示界面见图2。

图2上机位控制显示界面

3系统性能测试

搭建宠物环境并对整个系统功能进行测试,测试工作主要包括下位机上电组网测试、宠物环境以及体征参数本地和远程监测测试、下位机执行部件本地和远程控制测试,下位机系统闭环双位式控制测试。系统测试过程如下:

(1)开启下位机协调器及各终端节点,观测下位机液晶屏,查看各终端节点是否依次上报数据。
(2)开启下位机网关,连接路由上网后,打开手机APP页面,查看数据是否通过云端转发至移动终端;开启上位机界面,并打开预先配置端口,查看数据是否正常传送至上位机界面。
(3)开启下位机网关,连接路由上网后,打开手机APP页面,查看数据是否通过机智云云端转发至移动终端;开启上位机界面,并打开预先配置端口,查看数据是否正常传送至上位机界面。
(4)系统升温、降温、加湿、降湿操作,查看执行部件是否按照闭环双位式规定控制模式开启。

4结束语
这是一个基于机智云智能硬件自助开发平台并且针对迷你宠物饲养的智能家居系统,经连续24小时不停机测试,系统性能稳定,运行正常,在网络状况良好的情况下,正确数据采样频率达到2kS/s,其整体设计方案对于迷你宠物的智慧喂养具有一定的指导意义。