物联网应用开发-张军朝-第5章 数据采集和系统控制.pptVIP

物联网应用开发 第5章 数据采集和系统控制 目录 系统简介 数据采集和控制系统 1 2 5.1 系统简介 5.1.1系统组成 系统硬件采用Arduino UNO开发板进行模拟，如图所示: Arduino UNO是Arduino硬件开源平台 USB接口系列开发板的一种，作为Arduino硬件开源平台的参考标准模板。UNO的处理器核心是ATmega328，同时具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出），6路模拟输入，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSP header和一个复位按钮。 5.1.2系统实现的功能 所做系统采用的硬件包括Arduino UNO开发板、4位LED数码管、光敏传感器、温湿度传感器、蜂鸣器等。系统通过采集各个传感器的数据，并对采集到的数据进行处理并显示。同时根据预先设定的条件，在传感器的数值达到一定数值时通过蜂鸣器进行报警。并且还可以对采集到的传感器数据通过串口发送到服务器端。 系统主要分为数据采集模块、数据显示模块、串口通信模块、蜂鸣器报警模块等四个模块。 5.2 数据采集和控制系统 5.2.1数据采集模块 Arduino UNO开发板通过光敏传感器和温湿度传感器采集相应的光照和温度湿度信息。 1、光敏传感器 光敏电阻属半导体光敏器件，除具灵敏度高，反应速度快，光谱特性及r值一致性好等特点外，在高温，多湿的恶劣环境下，还能保持高度的稳定性和可靠性，可广泛应用于照相机，太阳能庭院灯，草坪灯，验钞机，石英钟，音乐杯，礼品盒，迷你小夜灯，光声控开关，路灯自动开关以及各种光控玩具，光控灯饰，灯具等光自动开关控制领域。 5.2.1数据采集模块 与Arduino UNO接线 光敏传感器的VCC接UNO的5V电源引脚，GND接UNO的GND引脚，OUT接UNO的A2引脚。 采样程序 采样程序 int sensorPin = 2; //定义信号输出引脚 int value = 0; void setup() { Serial.begin(9600); //打开串口 } void loop() { value = analogRead(sensorPin); //读取光敏传感器数据 Serial.println(value, DEC); //串口输出光敏传感器数据 delay(50); //延时50毫秒 } 5.2.1数据采集模块 2、温湿度传感器 DHT11 数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达 20 米以上，使其成为给类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。产品为 3 针单排引脚封装，连接方便。 与Arduino UNO连接 温湿度传感器的“+”端接UNO的+5V 输出，“-”端接UNO的 GND，“ S”端接UNO的数字端口 8 号引脚（这个可以自己定义数字引脚）。 5.2.2数据显示模块 1 、LED数码管的基本原理 LED数码管（LEDSegmentDisplays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的发光元器件。数码管实际上是由七个发光二极管组成的“8”字型，加上小数点共有8个发光二极管。当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮，以形成我们眼睛看到的字样了。 数码管一般显示字段0-9、A-F，根据发光二极管连接的不同又分为共阳和共阴连接，不同方式下显示同一字符对应的控制信息不同。 LED数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，单片机对位选通COM端电路的控制，通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。 5.2.2数据显示模块 2、 LED数码管与Arduino UNO连接 四路LED数码管的VCC 接 5V、GND 接 GND、CLK 接 8、DIO 接 7（可以自己定义数字引脚）。 5.2.3串口