【GD32E231 DIY】远程数据采集系统

xjzh

【GD32E231 DIY】远程数据采集系统 [复制链接]

        LoRa技术在物联网发展中占据着重要位置，因其易于建设和部署，成为当前普遍应用的物联网专用网络通信技术。近几年，因LoRa技术成熟度处于领先地位，还有LoRa传输距离远，功耗低，抗干扰性强的特点，使得LoRa模块的应用十分广泛。

    本文设计利用GD32E231采集温湿度，红外检测等环境数据，然后通过无线传输将数据传输至后台系统。

    本设计利用GD32E231C8T6控制温湿度传感器DHT11、人体红外检测模块、OLED和LoRa通信模块等。将采用到的温度、湿度和红外报警信号通过OLED显示出来，并通过LoRa通信节点将数据传送至后台的LoRa节点，最终上传到上位机。

图1 总体结构图

1、DHT11模块

    运用GD32E231C8T6微控制器的GPIO功能采集DHT11传感器的温度和湿度数据。DHT11一次完整的数据传输为40bit,高位先出。

    数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和。

    DHT11的初始化时序如下：

读取数据0的时序如下：

读取数据1的时序如下：

采用PA1与DHT11的数据输入输出口相连接，设计流程如下：

2、红外检测模块

        HC-SR501是基于红外线技术的自动控制模块，采用EXTI2来检测人体红外检测模块HC-SR501的信号。进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。

        a、不可重复触发方式:即感应输出高电平后，延时时间段一结束， 输出将自动从高电平变成低电平；

        b、可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点)。

       设计流程如下图：                                     

3、OLED

    所用的OLED显示屏控制器为SSD1306，控制128X64的点阵显示。采用GD32E231C8T6微控制器的SPI功能模块和OLED的四线SPI模式通信。设计流程如下图：

                                                          

4、LoRa通信模组

    采用ALIENTEK 推出的一款体积小、微功率、低功耗、高性能远距离 LORA 无线串口模块ATK-LORA-01。各引脚的详细的详细描述如下。

MD0	输入	1、 配置进入参数配置 2、 上电时与 AUX 引脚配合进入固件升级模式
AUX	1、 输出 2、 输入	1、 用于指示模块工作状态，用户唤醒外部MCU 2、 上电时与 MD0 引脚配合进入固件升级模式
RXD	输入	TTL 串口输入，连接到外部 TXD 输出引脚
TXD	输出	TTL 串口输出，连接到外部 RXD 输入引脚
GND	地线
VCC	DC3.3~5V 电源输入

 

电气连接如下图：

工作方式主要有：

1） 透明传输：即透传数据，例如：A设备发5字节数据 AA BB CC DD EE 到 B 设备，B设备就收到数据 AA BB CC DD EE。（透明传输，针对设备相同地址、相同的通信信道之间通信，用户数据可以是字符或 16 进制数据形式）。

2）定向传输：即定点传输，例如： A设备（地址为： 0x1400，信道为0x17（23 信道 433Mhz））需要向B设备（地址为0x1234，信道为0x10（16 信道、426Mhz））发送数据AA BB CC，其通信格式为：12 34 10 AA BB CC，其中1234为模块 B 的地址，10为信道，则模块B可以收到 AA BB CC。同理，如果B设备需要向A设备发送数据AA BB CC，其通信格式为：14 00 17 AA BB CC，则A设备可以收到AA BB CC。（定向传输，可实现设备间地址和通信信道不同之间通信，数据格式为16进制，发送格式：高位地址+低位地址+信道+用户数据）。

3） 广播与数据监听：将模块地址设置为0xFFFF，可以监听相同信道上的所有模块的数据传输；发送的数据，可以被相同信道上任意地址的模块收到，从而起到广播和监听的作用。

LoRa通信模组的配置流程如下图：

    项目的测试仅在室内进行，采用的LoRa无线通信实际距离可达3000米（视具体的地形、遮挡物等环境而定），另外由于时间原因，该项目可进一步优化，后期上位机可以采用更加友好的用户界面，也可以根据需要在后台使用MCU来接收和处理远端采集的数据信息。

    通过这次活动，感觉到了国产MCU发展的非常好，在很多应用场景下，GD32E231是完全够用的，官方提供的库函数也非常好用，希望兆易MCU的市场越来越大，发展越来越好。感谢兆易创新及电子工程世界论坛！同时感谢勤劳付出的管理员！

 

 

 

BigLEO

xjzh

附上Word文档^_^

补充内容 (2019-6-21 23:27): https://training.eeworld.com.cn/video/20589

wdl67

好， 感谢分享！

xjzh

wdl67 发表于 2019-6-26 11:34 好， 感谢分享！

^_^

zxopenljx

谢谢分享

Jacktang

现在兆易官方提供的库函数很多了，比以前好多了