伴随着网络技术，各种通讯技术，传感器技术的飞速发展，物联网技术成为了当今技术领域发展为迅速的技术。而物联网技术的核心仍然是以互联网技术为基础的，物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是信息化时代的重要发展阶段。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。 本设计的模型来源于物流、矿山、高速公路等场合，车辆称重地螃的智能化升级要求，设计基于物联网的智能在线称重方案，开发智能称重控制器，合理选择部署多个重量传感器和必要的算法、通过wiff通信模块、gps定位模块，采集车辆重数据一地理位置信息，并通过网络发送至云平台，设计图形化ui界面展示称重、地图位置等重要信息，实现对称重系统的远程监测。 随着物联网技术的逐步发展和日趋成熟，物联网技术是一个大而广的应用技术，并非仅仅局限于延伸应用。相信对地磅来说必然会有更多创新的应用实践。总的来说，地磅现代化、信息化、智能化一定紧随物联网技术的发展，而物联网技术的发展也必将促使地磅兴起新的技术革命。 **设计的技术与硬件选项总结：** （1）云端通信模块采用esp8266-wifi （2）联网通信模块采用：esp8266 （3）gps模块：采用atgm336h双模gps模块 （4）电子秤模块：用于称重 （5）物联网云平台：采用华为云物联网平台 **设计总结：** （1）采用esp8266连接onenet上传称重数据和gps数据到云端（采用http协议） 云端上显示2个数据：gps定位数据--地图显示，称重传感器的数据值 （2）3个称重传感器接一个秤面称重计算平均值 （3）本地oled显示屏显示gps经纬度数据、称重传感器的数据值。 （4）oled设计一个页面显示并设置当前的报警上限。通过按键进行加减 当称重的阀值超出了设置阀值，蜂鸣器报警。     ## 2. 硬件选型 ### 2.1 stm32f103c8t6 stm32f103c8t6是一款基于arm cortex-m 内核stm32系列的32位的微控制器，程序存储器容量是64kb，需要电压2v~3.6v，工作温度为-40°c ~ 85°c。  ### 2.2 电子秤传感器  hx711 是一款专为高精度称重传感器而设计的24位a/d 转换器芯片。 ### 2.3 esp8266-wifi  ### 2.4 gps模块  ### 2.5 蜂鸣器  ## 3. 创建云端产品与设备 ### 3.1 创建产品 地址：https://www.huaweicloud.com/?locale=zh-cn     ### 3.2 创建设备 地址: https://console.huaweicloud.com/iotdm/?region=cn-north-4#/dm-portal/device/all-device   ### 3.3 自定义模型数据 链接：https://console.huaweicloud.com/iotdm/?region=cn-north-4#/dm-dev/all-product/7211833377cf435c8c0580de390eedbe/product-detail/6277d70223aaf461a0f72a56 这个模型数据就是设备要上传的数据。      ```cpp { "device_id": "6277d70223aaf461a0f72a56_weigh", "secret": "12345678" } 服务id: weigh 属性名称 数据类型 访问方式 描述 weigh int(整型) 可读 重量 gps string(字符串) 可读 gps定位信息 ``` ### 3.4 mqtt密匙生成 创建完产品、设备之后，接下来就需要知道如何通过mqtt协议登陆华为云服务器。 官方的详细介绍在这里: https://support.huaweicloud.com/devg-iothub/iot_01_2127.html#zh-cn_topic_0240834853__zh-cn_topic_0251997880_li365284516112 属性上报格式: https://support.huaweicloud.com/api-iothub/iot_06_v5_3010.html   mqtt设备登陆密匙生成地址: https://iot-tool.obs-website.cn-north-4.myhuaweicloud.com/   ```cpp deviceid 6277d70223aaf461a0f72a56_weigh devicesecret 12345678 clientid 6277d70223aaf461a0f72a56_weigh_0_0_2022050814 username 6277d70223aaf461a0f72a56_weigh password 0a3d097c6449b8526a562006a74c8c5e61ce63d6c831ea291560736a3332cf77 ``` 华为云物联网平台的域名是: `161a58a78.iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com` 华为云物联网平台的ip地址是:`121.36.42.100` 在软件里参数填充正确之后，就看到设备已经连接成功了。 接下来打开设备页面，可以看到设备已经在线了。   ### 3.5 主题订阅与发布 ```cpp //订阅主题: 平台下发消息给设备 $oc/devices/6277d70223aaf461a0f72a56_weigh/sys/messages/down //设备上报数据 $oc/devices/6277d70223aaf461a0f72a56_weigh/sys/properties/report //上报的属性消息 (一次可以上报多个属性,在json里增加就行了) {"services": [{"service_id": "weigh","properties":{"gps":"lat:12.345,lng:45.678"}}]} ``` 通过mqtt客户端软件模拟上报测试：  查看控制台页面，数据已经上传成功了。  ### 3.6 应用侧开发 为了更方便的展示设备数据，与设备完成交互，还需要开发一个配套的上位机，官方提供了应用侧开发的api接口、sdk接口，为了方便通用一点，我这里采用了api接口完成数据交互，上位机软件采用qt开发。 帮助文档地址: https://support.huaweicloud.com/api-iothub/iot_06_v5_0034.html 设备属性就是设备上传的传感器状态数据信息，应用侧提供了api接口，可以主动向设备端下发请求指令；设备端收到指令之后需要按照约定的数据格式上报数据；所以，要实现应用层与设备端的数据交互，需要应用层与设备端配合才能完成。   在使用接口时，最好先使用华为自己的调试接口测试。 https://apiexplorer.developer.huaweicloud.com/apiexplorer/doc?product=iotda&api=listproperties  上位机软件采用qt框架设计，qt是一个跨平台的c 图形用户界面应用程序框架。qt是一个1991年由qt company开发的跨平台c 图形用户界面应用程序开发框架。它既可以开发gui程序，也可用于开发非gui程序，比如控制台工具和服务器。简单来说，qt可以很轻松的帮你做带界面的软件，甚至不需要你投入很大精力。 **qt星辰平台官网:** https://www.qt.io/  ## 4. stm32设备端开发 ### 4.1 程序下载  ### 4.2 原理图  ### 4.3 硬件接线 ```cpp （1）oled显示屏接线: d0----(sck)------------------->>pb14 d1----(mosi)------------------>>pb13 res—(复位脚低电平有效)-------->>pb12 dc--(数据和命令控制管脚)------>>pb1 cs--(片选引脚)---------------->>pa7 gnd--------------------------->>gnd vcc--------------------------->>3.3v或者5v （2）atk-esp8266 wifi接线 pa2(tx)--rxd 模块接收脚 pa3(rx)--txd 模块发送脚 gnd---gnd 地 vcc---vcc 电源（3.3v~5.0v） （3）外接蜂鸣器模块: 高电平响 beep----->pb8 （4）外接按键： key1 -pb3 按下是低电平 清零 key2 -pb2 按下是低电平 翻页 key3 -pb6 按下是低电平 加 key4 -pb7 按下是低电平 减 （5）外接led灯模块： led1-pb4 低电平亮 led2-pb5 低电平亮 （6）称重传感器1 vcc--->5v sck--->pa4 时序控制脚--对stm32--输出模式 dt---->pa5 输出输出脚-对stm32--输入模式 gnd--->gnd （7）称重传感器2 vcc--->5v sck--->pa11 时序控制脚--对stm32--输出模式 dt---->pa12 输出输出脚-对stm32--输入模式 gnd--->gnd （8）称重传感器3 vcc--->5v sck--->pa6 时序控制脚--对stm32--输出模式 dt---->pa8 输出输出脚-对stm32--输入模式 gnd--->gnd （9）gps模块接线说明 gnd----gnd vcc---3.3v pb11----gps_tx pb10----gps_rx （--）板载led灯:低电平亮 led1--pc13 beep2--pc14 （--）板载按键: key1--pa0 按下为高电平 ``` ### 4.4 mqtt连接代码 ```cpp #include "stm32f10x.h" #include "led.h" #include "delay.h" #include "key.h" #include "usart.h" #include #include "timer.h" #include "bluetooth.h" #include "esp8266.h" #include "mqtt.h" //华为物联网服务器的设备信息 #define mqtt_clientid "61b9ba3a2b2aa20288c1e7f1_qq1126626497_0_0_2021121510" #define mqtt_username "61b9ba3a2b2aa20288c1e7f1_qq1126626497" #define mqtt_password "385ce91dfe7da5b7431868d5d87e7998163c493344040935d5a00024d6324242" //订阅与发布的主题 #define set_topic "$oc/devices/61b9ba3a2b2aa20288c1e7f1_qq1126626497_0_0_2021121510/sys/messages/down" //订阅 #define post_topic "$oc/devices/61b9ba3a2b2aa20288c1e7f1_qq1126626497_0_0_2021121510/sys/properties/report" //发布 char mqtt_message[200];//上报数据缓存区 int main() { u32 time_cnt=0; u32 i; u8 key; led_init(); beep_init(); key_init(); usart1_init(115200); timer1_init(72,20000); //超时时间20ms usart2_init(9600);//串口-蓝牙 timer2_init(72,20000); //超时时间20ms usart3_init(115200);//串口-wifi timer3_init(72,20000); //超时时间20ms usart1_printf("正在初始化wifi请稍等.\n"); if(esp8266_init()) { usart1_printf("esp8266硬件检测错误.\n"); } else { //非加密端口 usart1_printf("wifi:%d\n",esp8266_sta_tcp_client_mode("cmcc-cqvn","99pu58cb","121.36.42.100",1883,1)); } //2. mqtt协议初始化 mqtt_init(); //3. 连接华为服务器 while(mqtt_connect(mqtt_clientid,mqtt_username,mqtt_password)) { usart1_printf("服务器连接失败,正在重试...\n"); delay_ms(500); } usart1_printf("服务器连接成功.\n"); //3. 订阅主题 if(mqtt_subscribetopic(set_topic,0,1)) { usart1_printf("主题订阅失败.\n"); } else { usart1_printf("主题订阅成功.\n"); } ......... ``` ### 4.5 esp8266代码 ```cpp #include "esp8266.h" u8 esp8266_ip_addr[16]; //255.255.255.255 u8 esp8266_mac_addr[18]; //硬件地址 /* 函数功能: esp8266命令发送函数 函数返回值:0表示成功 1表示失败 */ u8 esp8266_sendcmd(char *cmd) { u8 i,j; for(i=0;i<10;i ) //检测的次数--发送指令的次数 { usartx_stringsend(usart3,cmd); for(j=0;j<100;j ) //等待的时间 { delay_ms(50); if(usart3_rx_flag) { usart3_rx_buffer[usart3_rx_cnt]='\0'; usart3_rx_flag=0; usart3_rx_cnt=0; if(strstr((char*)usart3_rx_buffer,"ok")) { return 0; } } } } return 1; } /* 函数功能: esp8266硬件初始化检测函数 函数返回值:0表示成功 1表示失败 */ u8 esp8266_init(void) { //退出透传模式 usartx_stringsend(usart3," "); delay_ms(50); return esp8266_sendcmd("at\r\n"); } /* 函数功能: 一键配置wifi为ap tcp服务器模式 函数参数: char *ssid 创建的热点名称 char *pass 创建的热点密码 （最少8位） u16 port 创建的服务器端口号 函数返回值: 0表示成功 其他值表示对应错误值 */ u8 esp8266_ap_tcp_server_mode(char *ssid,char *pass,u16 port) { char *p; u8 i; char esp8266_sendcmd[100]; //组合发送过程中的命令 /*1. 测试硬件*/ if(esp8266_sendcmd("at\r\n"))return 1; /*2. 关闭回显*/ if(esp8266_sendcmd("ate0\r\n"))return 2; /*3. 设置wifi模式*/ if(esp8266_sendcmd("at cwmode=2\r\n"))return 3; /*4. 复位*/ esp8266_sendcmd("at rst\r\n"); delay_ms(1000); delay_ms(1000); delay_ms(1000); /*5. 关闭回显*/ if(esp8266_sendcmd("ate0\r\n"))return 5; /*6. 设置wifi的ap模式参数*/ sprintf(esp8266_sendcmd,"at cwsap=\"%s\",\"%s\",1,4\r\n",ssid,pass); if(esp8266_sendcmd(esp8266_sendcmd))return 6; /*7. 开启多连接*/ if(esp8266_sendcmd("at cipmux=1\r\n"))return 7; /*8. 设置服务器端口号*/ sprintf(esp8266_sendcmd,"at cipserver=1,%d\r\n",port); if(esp8266_sendcmd(esp8266_sendcmd))return 8; /*9. 查询本地ip地址*/ if(esp8266_sendcmd("at cifsr\r\n"))return 9; //提取ip地址 p=strstr((char*)usart3_rx_buffer,"apip"); if(p) { p =6; for(i=0;*p!='"';i ) { esp8266_ip_addr[i]=*p ; } esp8266_ip_addr[i]='\0'; } //提取mac地址 p=strstr((char*)usart3_rx_buffer,"apmac"); if(p) { p =7; for(i=0;*p!='"';i ) { esp8266_mac_addr[i]=*p ; } esp8266_mac_addr[i]='\0'; } //打印总体信息 usart1_printf("当前wifi模式:ap tcp服务器\n"); usart1_printf("当前wifi热点名称:%s\n",ssid); usart1_printf("当前wifi热点密码:%s\n",pass); usart1_printf("当前tcp服务器端口号:%d\n",port); usart1_printf("当前tcp服务器ip地址:%s\n",esp8266_ip_addr); usart1_printf("当前tcp服务器mac地址:%s\n",esp8266_mac_addr); return 0; } /* 函数功能: tcp服务器模式下的发送函数 发送指令: */ u8 esp8266_serversenddata(u8 id,u8 *data,u16 len) { u8 i,j,n; char esp8266_sendcmd[100]; //组合发送过程中的命令 for(i=0;i<10;i ) { sprintf(esp8266_sendcmd,"at cipsend=%d,%d\r\n",id,len); usartx_stringsend(usart3,esp8266_sendcmd); for(j=0;j<10;j ) { delay_ms(50); if(usart3_rx_flag) { usart3_rx_buffer[usart3_rx_cnt]='\0'; usart3_rx_flag=0; usart3_rx_cnt=0; if(strstr((char*)usart3_rx_buffer,">")) { //继续发送数据 usartx_datasend(usart3,data,len); //等待数据发送成功 for(n=0;n<200;n ) { delay_ms(50); if(usart3_rx_flag) { usart3_rx_buffer[usart3_rx_cnt]='\0'; usart3_rx_flag=0; usart3_rx_cnt=0; if(strstr((char*)usart3_rx_buffer,"send ok")) { return 0; } } } } } } } return 1; } /* 函数功能: 配置wifi为sta模式 tcp客户端模式 函数参数: char *ssid 创建的热点名称 char *pass 创建的热点密码 （最少8位） char *p 将要连接的服务器ip地址 u16 port 将要连接的服务器端口号 u8 flag 1表示开启透传模式 0表示关闭透传模式 函数返回值:0表示成功 其他值表示对应的错误 */ u8 esp8266_sta_tcp_client_mode(char *ssid,char *pass,char *ip,u16 port,u8 flag) { char esp8266_sendcmd[100]; //组合发送过程中的命令 //退出透传模式 //usartx_stringsend(usart3," "); //delay_ms(50); /*1. 测试硬件*/ if(esp8266_sendcmd("at\r\n"))return 1; /*2. 关闭回显*/ if(esp8266_sendcmd("ate0\r\n"))return 2; /*3. 设置wifi模式*/ if(esp8266_sendcmd("at cwmode=1\r\n"))return 3; /*4. 复位*/ esp8266_sendcmd("at rst\r\n"); delay_ms(1000); delay_ms(1000); delay_ms(1000); /*5. 关闭回显*/ if(esp8266_sendcmd("ate0\r\n"))return 5; /*6. 配置将要连接的wifi热点信息*/ sprintf(esp8266_sendcmd,"at cwjap=\"%s\",\"%s\"\r\n",ssid,pass); if(esp8266_sendcmd(esp8266_sendcmd))return 6; /*7. 设置单连接*/ if(esp8266_sendcmd("at cipmux=0\r\n"))return 7; /*8. 配置要连接的tcp服务器信息*/ sprintf(esp8266_sendcmd,"at cipstart=\"tcp\",\"%s\",%d\r\n",ip,port); if(esp8266_sendcmd(esp8266_sendcmd))return 8; /*9. 开启透传模式*/ if(flag) { if(esp8266_sendcmd("at cipmode=1\r\n"))return 9; //开启 if(esp8266_sendcmd("at cipsend\r\n"))return 10; //开始透传 if(!(strstr((char*)usart3_rx_buffer,">"))) { return 11; } //如果想要退出发送: " " } //打印总体信息 usart1_printf("当前wifi模式:sta tcp客户端\n"); usart1_printf("当前连接的wifi热点名称:%s\n",ssid); usart1_printf("当前连接的wifi热点密码:%s\n",pass); usart1_printf("当前连接的tcp服务器端口号:%d\n",port); usart1_printf("当前连接的tcp服务器ip地址:%s\n",ip); return 0; } /* 函数功能: tcp客户端模式下的发送函数 发送指令: */ u8 esp8266_clientsenddata(u8 *data,u16 len) { u8 i,j,n; char esp8266_sendcmd[100]; //组合发送过程中的命令 for(i=0;i<10;i ) { sprintf(esp8266_sendcmd,"at cipsend=%d\r\n",len); usartx_stringsend(usart3,esp8266_sendcmd); for(j=0;j<10;j ) { delay_ms(50); if(usart3_rx_flag) { usart3_rx_buffer[usart3_rx_cnt]='\0'; usart3_rx_flag=0; usart3_rx_cnt=0; if(strstr((char*)usart3_rx_buffer,">")) { //继续发送数据 usartx_datasend(usart3,data,len); //等待数据发送成功 for(n=0;n<200;n ) { delay_ms(50); if(usart3_rx_flag) { usart3_rx_buffer[usart3_rx_cnt]='\0'; usart3_rx_flag=0; usart3_rx_cnt=0; if(strstr((char*)usart3_rx_buffer,"send ok")) { return 0; } } } } } } } return 1; } ```