01 引言
在这个信息爆炸、科技迅猛发展的时代,我们对健康和生活质量的关注达到了新的高度。智能温度计,凭借其精确的测量和智能的管理,已经成为我们生活中不可或缺的工具,它对日常生活、工业生产、医疗健康、环境保护和化工制造等多个领域都有着深远的影响。特别是在生物制药、食品加工和造纸等行业,准确掌握温湿度数据对于确保产品质量和安全至关重要。
随着科技的进步,单片机技术以其高集成度、强大的功能、高可靠性、小巧的体积和低功耗等优点,已经广泛应用于我们的工作、生活和科研中。在智能温度计项目中,单片机发挥着核心作用,它通过高度集成、成本效益、精确控制和智能化自动化,使得温湿度的测量和控制变得更加高效和准确,降低了系统成本和维护难度,为需要精确环境监测的行业提供了强大的技术支持。
02 项目介绍
《智能温度计》项目基于Hi3861开发板,采用了先进的温湿度传感器技术和OLED显示技术,实现了实时监测空气中的温湿度值,并能够根据监测结果智能改变表情以反映环境舒适度。这一项目成果不仅为用户提供了直观的环境温湿度数据,还通过表情变化增加了交互的趣味性,解决了传统温度计功能单一、交互性差的问题,提升了用户体验。
项目实现内容:
①实时监测空气中当前的温湿度值
②显示在 OLED 显示屏上
③根据当前的温湿度值,改变表情
03 项目涉及技术点
①温湿度传感器的使用
04 项目实现
项目框架
硬件部分
主控芯片部分
本项目使用的是 Hi-12F 模组作为主控,此模组是基于 Hi3861V100 芯片设计的,该芯片是一款高度集成的 2.4GHz 芯片,集成了 IEEE 802.11b/g/n 基带和 RF 电路,包括功率放大器 PA、低噪声放大器LNA、RF balun、天线开关以及电源管理模块等。
支持 20MHz 标准带宽和 5MHz/10MHz 窄带宽,提供最大 72.2Mbit/s 物理层速率。并且集成了高性能32 位微处理器,提供 SPI、UART、I2C、I2S、PWM、GPIO 以及多路 ADC 模拟输入等丰富的外设接口,同时支持 SDIO2.0 接口,时钟最高支持 50MHz。
主控部分原理图如下图所示:
模组的外设引脚功能,如下图所示:
显示部分
采用 SSD1306 芯片进行驱动 0.96 寸 OLED 显示屏,本显示屏使用黄+蓝屏幕进行显示,点阵数量为 128*64。
温湿度传感器部分
SHT20,新一代 Sensirion 湿度和温度传感器在尺寸与智能方面建立了新的标准:它嵌入了适于回流焊的双列扁平无引脚 DFN 封装,底面 3 x3mm,高度 1.1mm。传感器输出经过标定的数字信号,标准 I2C格式。SHT20 配有一个全新设计的 CMOSens®芯片、一个经过改进的电容式湿度传感元件和一个标准的能隙温度传感元件,其性能已经大大提升甚至超出了前一代传器(SHT1x 和 SHT7x)的可靠性水平。例如,新一代湿度传感器,已经经过改进使其在高湿环境下的性能更稳定。每一个传感器都经过校准和测试。在产品表面印有产品批号,同时在芯片内存储了电子识别码,可以通过输入命令读出这些识别码。此外,SH T20 的分辨率可以通过输入命令进行改变(8/12bit 乃至 12/14bit 的 RH/T),传感器可以检测到电池低电量状态,并且输出校验和,有助于提高通信的可靠性。由于对传感器做了改良和微型化改进,因此它的性价比更高,并且最终所有设备都将得益于尖端的节能运行模式,可以使用一个新的测试包 EK-H4 对 SHT20进行测试。
本章使用到的硬件为 SHT20,在 FS_Hi3861 开发板上,使用到了 IO9 和IO10 引脚。其原理图如下图所示:
软件部分
导入程序
1. 将【FS_Hi3861 开发板光盘资料/程序源码/硬件驱动源码/bsp】目录,拷贝到【OpenHarmony/base/iot_hardware】目录下。如下图所示:
2. 将【FS_Hi3861 开发板光盘资料/程序源码/硬件驱动源码/综合实验源码/智能温度计/设备端/smartTemp】目录拷贝到【OpenHarmony/application/sample/wifi-iot/app】目录下。
修改文件
1.修改【OpenHarmony/base/iot_hardware/bsp/include/hal_bsp_ssd1306_bmps.h】文件,将“#define sm artTemp 0”改为“#define smartTemp 1”。如下图所示:
2. 修改【OpenHarmony/application/sample/wifi-iot/app/BUILD.gn】文件,添加下面一句:
"smartTemp:smartTemp_demo"
其余的注释掉,只保留这一句话。
测试部分
烧写程序成功之后,按下“复位”按键之后,可以看到 OLED 显示屏上显示当前温湿度的内容,如下图所示:
除了上述指导如何实现项目外,项目说明文档还涵盖了软件部分的编译、烧写等详细步骤,完整的项目文档目录如下图。
后台私信小雯老师(备注:智能温度计),免费领取《智能温度计》项目完整文档、项目源码。
05 硬件平台
《智能温度计》是一个物联网实战项目,硬件平台是华清远见Hi3861鸿蒙开发板。
开发板简介
FS-Hi3861鸿蒙开发板,是华清远见研发的一款用于鸿蒙设备开发及鸿蒙物联网开发学习的开发板。主控为华为海思Hi3861V100芯片,内置WiFi功能,支持OpenHarmony系统。
开发板板载资源丰富,包括传感器、执行器、NFC、显示屏等,还有丰富的拓展模块,还包括电机驱动板超声波测距模块、智能小车、指纹识别模块、语音控制模块、农业安防模块、雷达控制模块、移动定位模块等。
开发板还配套了丰富的开发教程、视频课程及综合项目案例,非常适合物联网相关教学、学生毕设、个人学习、项目练手,还可用于全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛,及全国大学生物联网设计竟赛华为赛道。
基于Hi3861鸿蒙开发板,我们提供了12大物联网综合应用项目:智能照明灯、智能安防报警、智慧农业、智能温度计、智能测距仪、倒车雷达、智能小车、智能指纹锁、智能垃圾桶、语音控制智能小车、智慧农业与安防控制、车辆感知与定位,案例中涉及了单片机接口开发、传感器数据采集、鸿蒙系统开发、NFC配网、WiFi网络开发、MQTT协议、华为云接入、微信小程序开发等知识点,非常适合高校教学、学生毕设、创新竟赛及个人开发学习实战。
配套学习路线推荐
关于单片机相关入门及项目课程的说明:
1. 从用户个人能力角度上看,部分鸿蒙开发学习用户,单片机方面比较薄弱,我们提供电机驱动板和超声波模组的配套文档、源码视频课程,可以进行单片机入门、电机控制基础、总线通讯-协议学习,也可以做单片机项目练手,便于单片机方向的拓展学习;
2. 从项目协作式开发角度看,比如竞赛或高校教学,一个项目组可以更好的分工,有的负责单片机控制(传感器数据采集与电机控制等),有的负责鸿RTOS以及网络开发,有的负责微信小程序开发,项目综合性较强,可以锻炼团队协作及多技术方向学习。
对于初学者,在找工作前,也可以多做一些物联网项目案例练手,在实战中去理解并应用技术。有精力的话,最好可以基于我们的开发板去拓展一些功能更丰富的项目,做更多技术上的创新拓展,去参加一些竞赛(比如全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛、全国大学生物联网设计竟赛华为赛道),DIY一些更接近实际产品的项目,这样的经历,也会为你的简历及面试加分不少。
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