電子發(fā)燒友App
今天就和大家分享一個(gè)正在制作的物聯(lián)網(wǎng)開關(guān)門監(jiān)控設(shè)備。因?yàn)榭紤]需要在戶外使用這套物聯(lián)網(wǎng)門控設(shè)備，所以利用樹莓派完成這個(gè)設(shè)備有兩個(gè)問題需要解決，第一是需要解決樹莓派和相關(guān)模塊的供電問題。第二就是需要戶外沒有寬帶網(wǎng)絡(luò)情況下的信號(hào)傳輸問題。
只要解決這兩個(gè)問題那么剩下來的問題就是編程方面的了，針對以上兩個(gè)問題，這里我們采用比較大眾化的方式解決，設(shè)備的供電問題我們使用太陽能配合蓄電池進(jìn)行實(shí)現(xiàn)7X24小時(shí)供電，信號(hào)的傳輸問題我們使用一塊叫做SIM868的通訊模塊來實(shí)現(xiàn)。下面來介紹一下設(shè)備制作的材料準(zhǔn)備、制作過程以及程序的編寫和調(diào)試。
1.準(zhǔn)備材料及工具
1.樹莓派（Raspberry Pi 3B） 數(shù)量：1塊
樹莓派
2.SIM868通訊模塊（這里使用的是適配樹莓派的微雪電子的SIM868通訊模塊） 數(shù)量：1塊
SIM868模塊
3.電磁感應(yīng)磁條（常開常閉型） 數(shù)量：1組
4.SIM868模塊外接天線 數(shù)量：1根（根據(jù)現(xiàn)場安設(shè)實(shí)際情況確定）
5.樹莓派T型擴(kuò)展板 數(shù)量：1塊
6.實(shí)驗(yàn)面包板 數(shù)量：1塊
7.杜邦線（公對公，公對母） 數(shù)量：若干
8.太陽能板 數(shù)量：1塊
9.帶保護(hù)板的鋰電池 數(shù)量：2組（根據(jù)電池使用的性能情況可適當(dāng)增加）
10.電壓電流轉(zhuǎn)換板 數(shù)量：1塊
11.連接電線 數(shù)量：（根據(jù)現(xiàn)場安設(shè)實(shí)際情況確定）
12.兩芯屏蔽線 數(shù)量：10米（0.3粗即可根據(jù)現(xiàn)場安設(shè)實(shí)際情況確定）
防爆箱 （防塵、防霧） 數(shù)量：1個(gè)（規(guī)格根據(jù)實(shí)際情況確定）
14.Micro USB充電線 數(shù)量：2根
15.SIM卡（移動(dòng)和聯(lián)通均可，模塊暫不支持電信CDMA） 數(shù)量：1張
16.電烙鐵及焊錫
門控設(shè)備實(shí)物圖
2.設(shè)備供電及模塊鏈接說明
?。?）供電原理：設(shè)備的供電依靠太陽能板配合鋰電池進(jìn)行供電，需要一塊可以將太陽能板和鋰電池的輸出電壓和電流轉(zhuǎn)換成樹莓派和SIM868通訊模塊工作電壓和電流的轉(zhuǎn)換板，設(shè)備供電鏈接圖如圖。
實(shí)現(xiàn)效果，白天可以通過太陽能負(fù)責(zé)給樹莓派及通訊模塊供電并同時(shí)給鋰電池充電。晚上將由充電完畢的鋰電池負(fù)責(zé)給設(shè)備供電。
設(shè)備供電鏈接圖
?。?）設(shè)備鏈接：樹莓派的GPIO PIN# 2針腳（5V）和 PIN# 23針腳 鏈接電磁感應(yīng)模塊的引線。負(fù)責(zé)接收電磁感應(yīng)模塊的開關(guān)狀態(tài)，樹莓派的GPIO PIN# 4（5V），PIN# 6（Ground） ，PIN# 8（TX），PIN# 10（RX）分別鏈接SIM868通訊模塊的5V，ground，串口TX和RX，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)模塊的樹莓派與SIM868通訊模塊的串口通訊和供電鏈接，并將信號(hào)樹莓派的接收到的電磁感應(yīng)磁條開關(guān)信號(hào)，通過SIM868通訊模塊出輸出去（這里采用的是http傳輸協(xié)議，具體實(shí)現(xiàn)方法見程序編碼部分）
樹莓派GPIO針腳圖
3.程序代碼：
（1）python程序源碼：
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import serial
def gpio_init（）：
GPIO.setwarnings（False）
GPIO.setmode（GPIO.BOARD）
GPIO.setup（23，GPIO.OUT）
def send_data（param）：
W_http_6=‘AT+HTTPPARA=“URL”，“http://**************/iot.php？status=’+param+‘” ’
ser.write（W_http_6）
time.sleep（2）
W_http_7=‘AT+HTTPACTION=0 ’
ser.write（W_http_7）
time.sleep（3）
if __name__ == ‘__main__’：
ser = serial.Serial（“/dev/ttyS0”，115200）
W_http_1=‘AT+HTTPTERM ’
ser.write（W_http_1）
time.sleep（3）
W_http_2=‘AT+SAPBR=3，1，“CONTYPE”，“GPRS” ’
ser.write（W_http_2）
time.sleep（3）
W_http_3=‘AT+SAPBR=3，1，“APN”，“CMNET” ’
ser.write（W_http_3）
time.sleep（3）
W_http_4=‘AT+SAPBR=1，1 ’
ser.write（W_http_4）
time.sleep（3）
W_http_5=‘AT+HTTPINIT ’
ser.write（W_http_5）
time.sleep（3）
gpio_init（）
status=1
while True：
if GPIO.input（23） == True：
if status==1：
send_data（2）
status=2
print “門的狀態(tài)：關(guān)閉”
else：
pass
else：
if status==2：
send_data（1）
status=1
print “門的狀態(tài)：打開”
else：
pass
time.sleep（3）
GPIO.cleanup（）
（2）php程序源碼：
《？php
require_once（“。。/。。/func/dbaccess.php”）;
if （doConnect（$cn） == false） {
return false;
}
$strSQL = “insert into iot_tbl （position，status，create_time） values （”‘。第一號(hào)門?！?，‘”。
$_GET［’status‘］?！啊?，now（））”;
doInsertUpdate（$strSQL）;
doClose（$cn）;
？》
4.代碼解析：
這里使用的Python版本號(hào)為2.7.9
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import serial
引用了python的3個(gè)類庫GPIO，time以及串口調(diào)試庫serial，為實(shí)現(xiàn)程序的調(diào)試可編寫，在使用serial串口調(diào)試庫前，要實(shí)現(xiàn)樹莓派的串口配置和Linux系統(tǒng)下的串口調(diào)試工具minicom的安裝。具體方法可參考之前的文章《樹莓派串口配置及minicom的安裝》
ser = serial.Serial（“/dev/ttyS0”，115200） W_http_1=‘AT+HTTPTERM ’ ser.write（W_http_1） time.sleep（3） W_http_2=‘AT+SAPBR=3，1，“CONTYPE”，“GPRS” ’ ser.write（W_http_2） time.sleep（3） W_http_3=‘AT+SAPBR=3，1，“APN”，“CMNET” ’ ser.write（W_http_3） time.sleep（3） W_http_4=‘AT+SAPBR=1，1 ’ ser.write（W_http_4） time.sleep（3） W_http_5=‘AT+HTTPINIT ’ ser.write（W_http_5） time.sleep（3）
以上代碼實(shí)在通過調(diào)用serial庫，設(shè)置樹莓派串口通信的波特率為115200，并使用 ser.write（）函數(shù)向串口寫入可操作SIM868模塊進(jìn)行通訊的AT指令，這里的AT指令是對SIM868進(jìn)行HTTP通訊前的配置，具體AT指令的含義在這里不再贅述，可自行百度查找。這是使用time.sleep（）函數(shù)控制程序執(zhí)行的等待時(shí)間，確保串口寫入數(shù)據(jù)成功。
def gpio_init（）：
GPIO.setwarnings（False）
GPIO.setmode（GPIO.BOARD）
GPIO.setup（23，GPIO.OUT）
gpio_init（）函數(shù)是實(shí)現(xiàn)對接收電磁感應(yīng)模塊的GPIO PIN#23針腳的初始化配置。
status=1 while True： if GPIO.input（23） == True： if status==1： send_data（2） status=2 print “門的狀態(tài)：關(guān)閉” else： pass else： if status==2： send_data（1） status=1 print “門的狀態(tài)：打開” else： pass time.sleep（3）
這里使用status變量初始化門的狀態(tài)為1表示門已打開，并使用while True循環(huán)分割三秒鐘（time.sleep（3））檢測GPIO PIN#23 號(hào)針腳的電流狀態(tài)，從而判斷門的開關(guān)狀態(tài)，并調(diào)用send_data（）函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送。
def send_data（param）：
W_http_6=‘AT+HTTPPARA=“URL”，“http://**************/iot.php？status=’+param+‘” ’
ser.write（W_http_6）
time.sleep（2）
W_http_7=‘AT+HTTPACTION=0 ’
ser.write（W_http_7）
time.sleep（3）
這里將門的狀態(tài)status變量的值當(dāng)做參數(shù)傳送給你個(gè)send_data（）函數(shù)，在添加到HTTP請求的URL中，在服務(wù)器端寫了個(gè)PHP程序iot.php（程序源碼j解析如下）用以接收SIM868通訊模塊發(fā)送過來的HTTP請求，并使用GET的方式獲得到HTTP請求URL中傳入的status值，并插入到MySQL數(shù)據(jù)庫中。
《？php
require_once（“。。/。。/func/dbaccess.php”）;//封裝鏈接操作MySQL數(shù)據(jù)庫的函數(shù)
if （doConnect（$cn） == false） { //鏈接數(shù)據(jù)庫
return false;
}
$strSQL = “insert into iot_tbl （position，status，create_time） values （”‘。第一號(hào)門?！埃?。
$_GET［’status‘］?！啊琻ow（））”; //將數(shù)據(jù)插入MySQL數(shù)據(jù)庫的SQL語句
doInsertUpdate（$strSQL）; //執(zhí)行SQL
doClose（$cn）; //關(guān)閉數(shù)據(jù)庫鏈接
??？》
5.程序拓展：
以上程序完成的是對開關(guān)門信號(hào)的檢測、發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，屬于整個(gè)設(shè)備接收和處理數(shù)據(jù)的核心部分，對接收到的數(shù)據(jù)，還要做進(jìn)一步的展示，這里我采用了HTML+JQuery+AJAX的方式，并配合在HTML中播放音頻文件和刷新開關(guān)門狀態(tài)圖表，來動(dòng)態(tài)展示開關(guān)門的效果。實(shí)現(xiàn)原理是使用AJAX操作PHP程序循環(huán)實(shí)時(shí)讀取MySQL數(shù)據(jù)庫，查看當(dāng)前門的開關(guān)狀態(tài)，并循環(huán)局部刷新HTML頁面播放音頻和刷新html頁面圖標(biāo)，對門的開關(guān)效果進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示。每個(gè)人的需求不同，展示部分的代碼就不做說明，也參照上訴方案自行編寫。
工商網(wǎng)監(jiān)
評論