4.2 模块介绍

本项目主要包括主程序模块（自动控制与遥控模块、机械传动模块）、蓝牙环境采集分析模块、WiFi环境采集分析模块。下面分别给出各模块的功能介绍及相关代码。

4.2.1 主程序模块

本部分包括主程序模块（自动控制与遥控模块、机械传动模块）的功能介绍及相关代码。

1．功能介绍

通过红外遥控器对实现的功能进行选择。当输入“0”时进入自动行驶状态，通过超声波的回波时间进行距离测量（s＝vt/2），当直行到达预警值时，控制车轮停止倒退，并左转一定时间，直到车头到墙面的距离大于预警值，继续运行。当输入方向键时，根据直流电机驱动的函数决定驱动方式，进而实现手动遥控。

以上均用到了NEC编解码协议，电路如图4-4所示（图中只画出2个直流电机，实际使用4个直流电机，每2个直流电机并联）。

图4-4　主程序模块电路图

2．相关代码

4.2.2 蓝牙环境采集分析模块

本部分包括蓝牙环境采集分析模块（环境数据采集模块、蓝牙传输模块）的功能介绍及相关代码。

1．功能介绍

本部分通过DHT11传感器采集环境的温湿度数据（传感器保存数据为32位高低电平数组），执行相关函数对数组的值进行处理。HC-05蓝牙模块将得到的温度（temp）、湿度（humi）与校对码（tol）上传至与蓝牙模块连接的SPP串口助手（手机端）上。若环境指标异常，上传“DANGER！”。为验证蓝牙模块是否工作正常，设置了一个蓝牙开关，对车上的蓝色LED进行控制，电路如图4-5所示。

图4-5　蓝牙环境采集分析模块电路图

2．蓝牙模块简介

蓝牙模块引脚如图4-6所示。

图4-6　HC-05蓝牙模块引脚图

HC-05模块需要先连接USB-TTL转接口，利用AT指令进行调试（sscom42串口助手），电路如图4-7所示，蓝牙模块调试示意如图4-8所示。

图4-7　蓝牙模块调试电路图

图4-8　蓝牙模块调试示意图

调试结束后，与Arduino开发板连接，通过蓝牙将环境数据上传至SPP蓝牙串口助手（前提是手机端已经与HC-05蓝牙模块配对）。

蓝牙模块的灯可以反映其工作状态：快速闪烁表示接入成功；每隔2s闪烁表示AT模式；每隔2s快闪2次表示连接其他蓝牙设备成功。

关于蓝牙模块波特率选择的说明：当用户使用AT指令与HC-05蓝牙模块通信时，波特率为38400；当HC-05蓝牙模块与其他蓝牙设备通信时，波特率为9600。为方便使用，将HC-05波特率统一设置为38400。实测表明，当HC-05波特率为38400时，收到数据误码率更低。

3．SPP蓝牙串口助手简介

SPP蓝牙串口助手有聊天、终端、键盘、开关等功能，在使用前需要先点“连接”与蓝牙设备连接，软件界面示意如图4-9所示。此后，可以在串口监视器、聊天、终端收到传输的数据，串口监视器收到传输数据如图4-10所示，SPP终端页收到传输数据如图4-11所示，蓝牙开关设置如图4-12所示。

图4-9　SPP设备连接界面

图4-10　串口监视器收到传输数据

图4-11　SPP终端页收到传输数据

图4-12　蓝牙开关设置示意图

4．相关代码

4.2.3 WiFi环境采集分析模块

本部分包括WiFi环境采集分析模块（环境数据采集模块、WiFi传输模块）的功能介绍及相关代码。

1．功能介绍

通过DHT11传感器采集环境的温湿度数据（传感器保存数据为32位高低电平数组），执行相关函数对数组的值进行处理。然后，ESP8266模块在MCU模式下，将得到的温度、湿度等数据上传至OneNET云平台。云平台上的内置应用根据收到的数据，绘制折线图与仪表图，且当环境达到危险值时执行触发器，向邮箱发送预警邮件，电路如图4-13所示。

图4-13　WiFi环境采集分析模块电路图

2．WiFi模块简介

在使用ESP8266模块实现功能时，Arduino开发板搭载传输数据成功后，尝试脱离Arduino开发板利用ESP8266传输数据，也可以成功上传，如图4-14所示。

图4-14　ESP8266 WiFi模块引脚图

搭载Arduino开发板时，ESP8266模块需要先连接USB-TTL转接口，利用AT指令进行调试。

调试分为三部分：客户端调试（sscom42串口助手）、数据传输调试（串口助手＋NetAssist）、透传调试（USR-TCP232）。调试结束后，即可与Arduino开发板连接，在透传模式下将环境数据以JSON数据流上传至OneNET云平台。

不搭载Arduino开发板时：需要先对ESP8266模块进行固件烧录（烧录软件为ESP8266 Flasher，网上有integer与float型的固件，本项目选择了前者），固件烧录软件示意如图4-15所示，电路如图4-16所示。

图4-15　固件烧录软件示意图

图4-16　固件烧录电路图

烧录后，安装ESPlorer（或NodeMCU Studio），无须调试，即可通过lua程序实现功能，传输示意如图4-17所示。

图4-17　ESPlorer软件数据传输示意

3．OneNET云平台简介

OneNET云平台由中国移动公司开发，注册后进入“开发者中心”，即可开始使用，如图4-18所示。

图4-18　开发者中心页示意图

1）项目创建

单击“创建产品”，顺次填写各项内容，其中在“设备接入协议”中，默认是HTTP，作为WiFi模块开发，还可以选择EDP、MQTT协议。创建产品结束后，进入产品页，如图4-19所示。

图4-19　产品页示意图

2）数据设置

单击“设备管理”，添加新设备（设备编号可任意填写），添加后获得设备ID，如图4-20所示。数据流可以不添加，数据传输成功后会根据程序自动设置关联数据流。

图4-20　设备管理示意图

为将数据上传至云平台，需要的关键信息为：服务器地址（183.230.40.33）及端口号（80）、设备ID、API Key、Host地址（api.heclouds.com）。

3）数据分析

单击“触发器管理”，可以添加触发器。在数据达到设置的临界值时，即可通过邮箱或URL发送预警信息。云平台添加触发器示意如图4-21所示，触发器预警邮件示意如图4-22所示。

图4-21　云平台添加触发器示意图

图4-22　触发器预警邮件示意图

单击“应用管理”，创建应用。根据自己的喜好进行设置，可以将数据以不同的统计形式进行展示。环境数据展示（折线图）如图4-23所示，环境数据展示（仪表盘）如图4-24所示。

图4-23　环境数据展示（折线图）

图4-24　环境数据展示（仪表盘）

4．相关代码

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