基于RT-Thread的智能车载温湿度监测系统设计方案

摘要

目前市场上的中低端家用轿车普遍采用手动空调方案。这种方案要求驾乘人员根据车内外的温差和个人的体感温度通过档位开关控制空调功率。然而，由于人体感知的滞后性，这种方式存在一定的问题。通常情况下，驾乘者会在感觉到热时将空调开到最大，而在感觉到冷时才减小空调功率。特别是在夏天，容易出现空调过冷导致驾乘者不适甚至引发空调病、感冒等严重后果。

因此，针对这种需求，我们采用星火一号开发板与板载外设提供了一个准确可靠、成本低廉的解决方案。简言之，相较于传统手动空调系统，我们的方案具备准确的温度感知和调控能力，能够根据实际温度情况自动调整空调功率。这样，驾乘者就能够享受到更加舒适和合理的车内温度，无需手动操作空调档位。我们的系统还增添电子琴，增加乘车者的愉悦感。

1.技术方案

1.项目简介

系统自动从互联网上获取当地实时天气与温度信息，板载温湿度传感器获取的车内温度数据，这些数据通过LCD屏幕进行展示，并将车内温度与人体最舒适温度26度进行比较，在LCD上显示提示调整空调信息，是否过冷或者过热，并且将所有数据（当地实时温湿度，车内温湿度，时间等等）上传到物联网平台ONENET进行可视化。

增加外设电子琴，增加乘客乘车趣味性，减少乘车疲劳感。

2.流程图

3.系统框图

4.硬件：

开发板：
RT-Thread星火一号开发板
涉及外设：
1)AHT10温湿度传感器
2)LCD显示板
3)rw007模块
4)电子琴

简介：温湿度传感器用于采集环境数据，LCD屏幕用于显示室内室外温湿度，rw007模块通过http client访问天气网站API获取json格式的天气数据。开发板为电子琴供电。

5.软件：

RT-Thread相关软件包：
(1)aht10；
(2)mbedlts v2.7.10.2；
(3)OneNET；
(4)netutils；
(5)rw007；
(6)WebClients；
(7)cJSON；
(8)Paho MQTT；

6.软件框架

在rt-thread中编写程序，实现以下功能：

1)设备开启后自动联网；
2)初始化温湿度传感器，实时获取当前环境温湿度，秒级刷新；
3)在主函数中不断刷新温湿度传感器的数据；
4)环境实时温度与预设人体舒适温度阈值进行对比，更新LCD智能提示
5)Rw007模块通过http client访问天气网站API获取json格式的当地天气数据，公里级精度，分钟级更新；
6)将室内温湿度、当地实时天气数据上传至OneNet云平台；
7)在OneNET平台设计可视化界面view，绑定上传数据流，实现平台监控数据实时更新；
8)使用MQTT协议将温湿度传感器采集到的数据以及实时天气数实现数据的传输

2.可行性分析

该方案具有可行性，因为rt-thread星火一号开发板具备丰富的外设接口和强大的实时操作系统支持，可以满足物联网车载温湿度监测的设计需求。同时，使用MQTT协议可以方便地实现数据的传输，并且OneNET平台提供了完善的数据可视化工具，可以方便地实现数据的展示和分析。

3.最终效果

电子琴实物图

车内温湿度自动刷新，并显示刷新时间。

车内温湿度自动刷新；车内温度高于设定值，显示高温预警，低于设定值，显示低温预警。

室外温度通过实时天气网站api接口获得，同时显示在板载LCD屏幕与OneNET可视化平台上。

3.市场前景

设备可配置性、灵活性高，可以根据设计需求进行灵活配置和定制，以满足特别的使用要求。
1)智能空调：与空调连接，根据车内外温度差，自动调节空调温度
2)节能模块：在温度达到舒适值后，暂停空调，节省用电
3)语音摆件：后续加入语音识别模块，可以通过语音询问天气信息
4)湿度监测：南方回南天湿度增高，及时提醒用户家中贵重电子产品的存放位置需要除湿