-PAGEI-本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-PAGE1-基于STM32的智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能倉庫的基礎(chǔ)設(shè)施還有管理?xiàng)l件也在逐步升級中，智能化的管理模式也逐漸被眾管理員人們所應(yīng)用，但是傳統(tǒng)的倉庫管理系統(tǒng)現(xiàn)在還存在著安全性與便捷性的問題，比如對倉庫的溫濕度環(huán)境以及倉庫的貨物信息掌握不夠及時(shí)準(zhǔn)確，給貨物的存放和監(jiān)督帶來很大不便，人們生活逐漸便利化，對于線上物品的購買有著高需求，這就使得對于智能倉庫有著更高的要求。隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的出現(xiàn)，這些問題逐步得到解決。物聯(lián)網(wǎng)可運(yùn)用于很多領(lǐng)域，它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信，因此對于智能倉庫環(huán)境管理系統(tǒng)問題的研究，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和理論意義。所以，對于智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的研究很有必要。本文選取單片機(jī)作為主控模塊處理器，能夠很好的解決現(xiàn)有倉庫監(jiān)測系統(tǒng)的不足，迅速接受到其內(nèi)部溫度、濕度、煙霧濃度和光照強(qiáng)度的信息，對于倉庫的防火、防霉和防潮有著非常重要的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：倉庫環(huán)境監(jiān)測，物聯(lián)網(wǎng)，傳感器-PAGEIV-DesignandImplementationofanIntelligentWarehouseEnvironmentMonitoringSystemBasedonSTM32AbstractWiththecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,theinfrastructureandmanagementconditionsofintelligentwarehousesarealsograduallyupgrading,andintelligentmanagementmodelsaregraduallybeingappliedbyadministrators.However,traditionalwarehousemanagementsystemsstillhavesafetyandconvenienceissues,suchasinsufficienttimelyandaccurateunderstandingofthetemperatureandhumidityenvironmentofthewarehouseandtheinformationofthewarehouse'sgoods,whichbringsgreatinconveniencetothestorageandsupervisionofgoods,People'slivesaregraduallybecomingmoreconvenient,andthereisahighdemandforpurchasingonlineitems,whichleadstohigherrequirementsforsmartwarehouses.WiththeemergenceoftheInternetofThingsera,theseproblemsaregraduallybeingsolved.TheInternetofThingscanbeusedinmanyfields.ItisanextendedandexpandednetworkbasedontheInternet.Itsuserendextendsandexpandstoanyitemanditemforinformationexchangeandcommunication.Therefore,theresearchonintelligentwarehouseenvironmentmanagementsystemhascertainpracticalandtheoreticalsignificance.Therefore,itisnecessarytostudytheintelligentwarehouseenvironmentmonitoringsystem.Thisarticleselectsamicrocontrollerasthemaincontrolmoduleprocessor,whichcaneffectivelysolvetheshortcomingsofexistingwarehousemonitoringsystemsandquicklyreceiveinformationonitsinternaltemperature,humidity,smokeconcentration,andlightintensity.Ithasveryimportantreferencevalueforthefire,mold,andmoisturepreventionofwarehouses.KeyWords：sensor，InternetofThings，environmentalmonitoring，APP目錄26065引言 1194341緒論 2291011.1背景與研究意義 2103461.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 2152511.3主要工作與內(nèi)容安排 334942.1智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì) 481172.1.1功能模塊設(shè)計(jì) 440702.1.2需求分析 4201372.2功能分析 574372.2.1系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo) 5101872.2.2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 592202.2.3系統(tǒng)流程 680492.3系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)分析 6196002.3.1單片機(jī)技術(shù) 6225082.3.2編程技術(shù) 7273572.3.4網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 829272.4本章小結(jié) 8297523硬件系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì) 957143.1硬件系統(tǒng)的常用硬件介紹 999403.1.1ESP8266 9113403.1.2OLED顯示屏 9257493.1.3光敏傳感器 9226803.1.4煙霧傳感器 102963.1.5溫濕度傳感器 10102713.1.6風(fēng)扇 1115283.1.7有源蜂鳴器 1156643.2程序設(shè)計(jì) 12170933.2.1系統(tǒng)的硬件電路 12222523.2.2DHT11溫濕度傳感器電路 12306903.2.3MQ-2煙霧傳感器電路 13147703.2.4GY302光照傳感器電路 1339363.2.5蜂鳴器電路 14249383.2.6OLED模塊電路 15175953.3軟件設(shè)計(jì) 15221173.3.1主函數(shù)如下： 15222103.3.2環(huán)境監(jiān)測程序模塊設(shè)計(jì) 17156263.3.3溫濕度傳感器模塊設(shè)計(jì) 17321993.3.4煙霧傳感器模塊設(shè)計(jì) 21287723.3.5光敏傳感器模塊設(shè)計(jì) 21105483.3.6云平臺(tái)APP的程序設(shè)計(jì) 22213354手機(jī)APP相關(guān)設(shè)計(jì) 2413204.1APP工作原理 2454374.1.1技術(shù)介紹 2445644.1.2系統(tǒng)架構(gòu) 24320604.2系統(tǒng)APP功能說明 2582994.2.1功能模塊圖 25112244.2.3APP使用步驟： 26315094.2.4閾值功能調(diào)整： 2619215系統(tǒng)測試 28183685.1手機(jī)APP 2868255.1.1控制頁面測試 29231485.1.2實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示 29223625.1.3報(bào)警彈窗測試 29150695.1.4云平臺(tái)數(shù)據(jù)顯示 3052815.2硬件系統(tǒng)測試 312175.3問題與分析 3231831參考文獻(xiàn) 35860致謝 36·1··PAGE15·PAGE1引言基于STM32平臺(tái)的智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)采用了嵌入式技術(shù)與傳感器技術(shù)的綜合應(yīng)用，是一種智能化的解決方案，旨在監(jiān)測倉庫內(nèi)的溫度、濕度、光照強(qiáng)度和煙霧濃度等環(huán)境參數(shù)，確保倉庫內(nèi)的貨物能夠在最佳的儲(chǔ)存環(huán)境下保存，提高貨物的質(zhì)量和延長貨物的保存時(shí)間。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是將物理世界與數(shù)字世界聯(lián)系起來的一種技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，它通過網(wǎng)絡(luò)中傳感器，設(shè)備，對象等相互連接與通訊來實(shí)現(xiàn)物與物之間智能化交互以及信息實(shí)時(shí)獲取，傳遞，加工與應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)倉庫環(huán)境，設(shè)備狀態(tài)以及其他信息的準(zhǔn)確監(jiān)測與管理，進(jìn)而提升倉庫管理效率，準(zhǔn)確性以及安全性。例如：通過傳感器能夠?qū)}庫內(nèi)的溫濕度，光照和煙霧濃度等環(huán)境因素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對可能出現(xiàn)的異常進(jìn)行報(bào)警，通過蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，通過WiFi模塊可以將信息上傳至云平臺(tái)，以便管理員進(jìn)行管理。這些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使得智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)具有更強(qiáng)大的功能和優(yōu)勢。該系統(tǒng)以STM32微控制器為核心控制單元，利用多種傳感器收集環(huán)境參數(shù)信息，并結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測、數(shù)據(jù)解析和報(bào)警機(jī)制，達(dá)到對倉儲(chǔ)環(huán)境進(jìn)行智能化監(jiān)控和管理的目的。系統(tǒng)具有低功耗、高靈活性和穩(wěn)定性的特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用與倉庫、冷庫等不同環(huán)境場景。本篇論文旨在介紹基于STM32的智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程，包括系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、通信模塊設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容，如何利用現(xiàn)有的溫濕度監(jiān)測技術(shù)，確保一個(gè)穩(wěn)定安全的倉庫存儲(chǔ)環(huán)境是需要大家共同研究解決的課題。希望通過對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的闡述，不僅能夠?yàn)橹悄軅}庫監(jiān)測系統(tǒng)的研究提供一定的參考和借鑒，也為智能倉庫管理提供一種有效的解決方案。

1緒論1.1背景與研究意義隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營要求提高，在網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的輔助下，企業(yè)需要充分運(yùn)用各種已有的技術(shù)手段，以優(yōu)化其當(dāng)前的生產(chǎn)、經(jīng)營方式和組織架構(gòu)，增加利潤。隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大。一個(gè)高效且便捷的倉庫監(jiān)測系統(tǒng)能夠?yàn)楣镜纳a(chǎn)和經(jīng)營活動(dòng)提供堅(jiān)實(shí)的后盾和強(qiáng)有力的支持。然而，目前對于倉庫的監(jiān)測系統(tǒng)仍然存在不足，管理人員對倉庫信息的掌握還不夠迅速和準(zhǔn)確。隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的興起，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸解決了這些問題。為了優(yōu)化企業(yè)倉庫的管理流程，降低成本，并讓管理員能夠?qū)}庫進(jìn)行高效的監(jiān)控，開發(fā)和實(shí)施一套智能化的倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)成為了一個(gè)重要的研究方向。與傳統(tǒng)的倉庫系統(tǒng)相比，智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)具有更高的效率、更豐富的內(nèi)容和更強(qiáng)的技術(shù)需求。它是《中國制造2025》策略的核心組成部分，不僅滿足了國家對企業(yè)“轉(zhuǎn)型升級、智能制造”的期望，也成為各級政府部門提升自身形象的關(guān)鍵工具。隨著第三方物流和電商等行業(yè)的崛起，對于倉庫的規(guī)模、效率和準(zhǔn)確性的需求也隨之增加，因此，構(gòu)建自動(dòng)化的立體倉庫系統(tǒng)已經(jīng)變成了各企業(yè)的首要任務(wù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能倉庫的基礎(chǔ)設(shè)施還有管理?xiàng)l件也在逐步升級中，智能化的管理模式也逐漸被眾管理員所應(yīng)用。并且由于傳統(tǒng)的倉庫環(huán)境管理系統(tǒng)還存在著便捷性與安全性的問題，比如對于倉庫的煙霧濃度以及倉庫的貨物擺放信息掌握不夠及時(shí)準(zhǔn)確，使管理員對于貨物的存放和監(jiān)管帶來很大的不變，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用，使得問題逐步解決。物聯(lián)網(wǎng)也可以運(yùn)用很多領(lǐng)域，這是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，它的用戶端已經(jīng)擴(kuò)展到任何物品和物品之間，實(shí)現(xiàn)了信息的交流和通訊，因此對于智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)問題的研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和理論意義。在環(huán)境監(jiān)測方面，系統(tǒng)應(yīng)可以記錄倉庫內(nèi)每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的溫濕度、煙霧濃度等各參數(shù)信息，當(dāng)超過合理范圍值時(shí)進(jìn)行異常報(bào)警，并記錄相關(guān)信息。作為“工業(yè)4.0”的核心組成部分，以及構(gòu)建未來“智能工廠”的重要基石，智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)正在受到前所未有的關(guān)注，因此，對智能倉庫的環(huán)境管理系統(tǒng)進(jìn)行研究是非常必要的。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀隨著電子商務(wù)和物流行業(yè)的持續(xù)壯大，人力資源成本也在不斷攀升，這使得倉儲(chǔ)智能化的需求變得更加明顯。考慮到應(yīng)用場景的多元化，實(shí)現(xiàn)智能倉儲(chǔ)需要多個(gè)子系統(tǒng)的緊密合作。在國內(nèi)，中國的智能倉庫管理市場逐漸嶄露頭角，許多大型物流公司和電子商務(wù)企業(yè)正在積極投資于智能化倉庫技術(shù)。這些倉庫通常采用自動(dòng)化設(shè)備，例如自動(dòng)叉車、AGV（自動(dòng)引導(dǎo)車輛）和機(jī)器人，以提高倉庫的效率和準(zhǔn)確性。人工智能（AI）和大數(shù)據(jù)分析在中國智能倉庫中得到廣泛應(yīng)用，以優(yōu)化庫存管理、訂單揀選和倉庫布局。AI系統(tǒng)可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和需求預(yù)測來優(yōu)化庫存存儲(chǔ)和訂單處理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于監(jiān)測倉庫內(nèi)的環(huán)境條件，如溫度、濕度和氣體濃度，這有助于確保存儲(chǔ)的產(chǎn)品不受到不利的環(huán)境的影響。自動(dòng)化倉庫系統(tǒng)的發(fā)展也導(dǎo)致了對人工勞動(dòng)的需求減少。這在中國勞動(dòng)力成本上升的背景下尤為重要。而在國外對于智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)也十分重視，在美國、歐洲和亞洲等地區(qū)的智能倉庫管理同樣取得了進(jìn)展。大型電商公司如亞馬遜、阿里巴巴和京東在智能倉庫技術(shù)上遙遙領(lǐng)先。自動(dòng)化倉庫系統(tǒng)在國際市場上廣泛采用。機(jī)器人、無人機(jī)和自動(dòng)揀選系統(tǒng)等技術(shù)正在改變倉庫運(yùn)營的方式。AI和機(jī)器學(xué)習(xí)被用于優(yōu)化供應(yīng)鏈管理，包括貨物跟蹤、需求預(yù)測和庫存優(yōu)化。在環(huán)境方面，國際上的智能倉庫也越來越關(guān)注可持續(xù)性。一些倉庫采用太陽能和其他清潔能源來減少對傳統(tǒng)能源的依賴，同時(shí)采用節(jié)能技術(shù)來減少碳排放。而所采取的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于監(jiān)測倉庫內(nèi)各種參數(shù)，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和安全?？傊悄軅}庫環(huán)境監(jiān)測已經(jīng)成為全球物流和供應(yīng)鏈領(lǐng)域的重要趨勢。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，智能倉庫環(huán)境監(jiān)測將繼續(xù)演變和改進(jìn)，以應(yīng)對不斷增長的物流需求和環(huán)境挑戰(zhàn)。1.3主要工作與內(nèi)容安排本論文的安排如下：本文的緒論主要闡述了智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的研究背景，并參考了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀以深化對該系統(tǒng)的理解。通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和發(fā)展示的深入分析，突出了智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施的重要性，并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景和目的。在智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的功能分析和設(shè)計(jì)方面，我對即將設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的需求分析，并據(jù)此進(jìn)行了相應(yīng)的功能設(shè)計(jì)，呈現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的功能模塊，對于每個(gè)模塊所要達(dá)到的效果進(jìn)行設(shè)計(jì)。在智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方面，主要闡述了所使用的各種傳感器和硬件設(shè)備，以及元器件電路的設(shè)計(jì)和連接方案等方面的內(nèi)容。在智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的軟件開發(fā)中，主要介紹了所需的軟件功能，進(jìn)行前端頁面設(shè)計(jì)以及與硬件的聯(lián)動(dòng)。智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的測試過程，通過燒入代碼，在手機(jī)APP軟件頁面測試硬件設(shè)備，兩者結(jié)合實(shí)現(xiàn)所需功能，達(dá)到最終期望效果。最后是總結(jié)和展望部分，對全文的研究進(jìn)行了綜述，歸納了通過研究所得出的結(jié)論，并對系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)和繼續(xù)研究工作做了總結(jié)和分析。

2智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的功能分析與設(shè)計(jì)2.1智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)2.1.1功能模塊設(shè)計(jì)根據(jù)對于系統(tǒng)需求分析以及市場調(diào)研，智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)可以分為以下幾個(gè)功能模塊，如圖1所示：圖SEQ圖\*ARABIC1智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)功能模塊系統(tǒng)管理界面：登入之后，與硬件設(shè)備進(jìn)行連接，通過對于軟件上的數(shù)值控制，將最終效果體現(xiàn)在硬件設(shè)備上。實(shí)時(shí)顯示：用戶可以看到倉庫內(nèi)環(huán)境溫濕度、煙霧濃度等參數(shù)的數(shù)據(jù)信息，了解倉庫環(huán)境狀況。一方面是硬件設(shè)備上的OLED屏實(shí)時(shí)顯示，另一方面，手機(jī)APP界面也可以實(shí)時(shí)查看，以便于管理員監(jiān)督。控制頁面，可以通過對閾值的限制，保證倉庫內(nèi)環(huán)境處于安全情況。其他功能：當(dāng)超過所設(shè)閾值，蜂鳴器將會(huì)進(jìn)行報(bào)警，手機(jī)APP端將會(huì)進(jìn)行彈窗報(bào)警，以便管理員最快速控制倉庫。2.1.2需求分析單一的溫、濕度環(huán)境參數(shù)已經(jīng)不足以滿足現(xiàn)在物流情況的監(jiān)測需求，因此，需要根據(jù)現(xiàn)代倉儲(chǔ)環(huán)境監(jiān)測的特性以及擴(kuò)展需求進(jìn)行多種傳感器監(jiān)測選擇。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)能夠監(jiān)測倉庫內(nèi)的各種環(huán)境參數(shù)，這些參數(shù)包括但不限于溫度、濕度、煙霧濃度和光照強(qiáng)度。與每個(gè)電路節(jié)點(diǎn)相連的每一類傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。各傳感器的用途如下：溫度傳感器：用于實(shí)時(shí)監(jiān)測倉庫內(nèi)的溫度，避免溫度過高導(dǎo)致貨物受損。濕度傳感器：用于實(shí)時(shí)監(jiān)測倉庫內(nèi)的濕度狀況，避免因?yàn)闈穸冗^低，導(dǎo)致環(huán)境潮濕。光敏傳感器：用于實(shí)時(shí)監(jiān)測倉庫內(nèi)的光照強(qiáng)度，便于管理員擺放貨物。煙霧傳感器：用于實(shí)時(shí)監(jiān)測倉庫內(nèi)的煙霧濃度，進(jìn)行防火檢測。2.2功能分析2.2.1系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)系統(tǒng)主要采用STM32單片機(jī)作為主控處理器，結(jié)合煙霧傳感器MQ2,溫濕度傳感器DHT11，光照傳感器GY302,OLED液晶顯示模塊，WiFi模塊，上位機(jī)手機(jī)APP。能夠接收各個(gè)傳感器檢測值，傳送到云平臺(tái)。煙霧傳感器由STM32進(jìn)行ADC采用以達(dá)到煙霧模擬量接收。溫濕度傳感器通過單總線通信協(xié)議，對空氣中的溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。GY302通過IIC總線實(shí)現(xiàn)光照數(shù)據(jù)的監(jiān)測使用OLED去顯示傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)值，供外觀查看。使用蜂鳴器聯(lián)動(dòng)煙霧傳感器報(bào)警，當(dāng)采樣值大于煙霧正常值，進(jìn)行預(yù)警處理。采用ESP8266模塊，實(shí)時(shí)傳輸給云平臺(tái),用戶端口可以在云平臺(tái)電腦端查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。2.2.2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)本次智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用STM32系列單片機(jī)，包含ESP8266數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、DHT11溫濕度傳感器、OLED顯示屏模塊、光敏傳感器、MQ-2煙霧傳感器、蜂鳴器、風(fēng)扇等?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的倉庫環(huán)境監(jiān)測包括倉庫內(nèi)部溫濕度，煙霧濃度和光照強(qiáng)度等指標(biāo)的測試，并結(jié)合現(xiàn)場獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)，在合適的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)燈光，風(fēng)扇裝置并在檢測數(shù)據(jù)大于閾值后系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)。全部檢測數(shù)據(jù)均可通過WiFi模塊上傳至系統(tǒng)上位機(jī)，在手機(jī)APP端顯示。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖2所示：圖SEQ圖\*ARABIC2系統(tǒng)架構(gòu)圖2.2.3系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)的智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)融合了硬件與軟件兩大部分。軟件部分主要集中在報(bào)警和查看功能上，這些查看功能可以通過網(wǎng)絡(luò)連接來實(shí)現(xiàn)，將檢測到的溫度、濕度、煙霧濃度、光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)APP，這樣管理員可以方便地查看當(dāng)前的倉庫狀態(tài)；在硬件部分，主要關(guān)注處理器的電路設(shè)計(jì)，其中硬件電路模塊涵蓋了傳感器模塊、顯示屏模塊以及WiFi通信模塊。首先，各個(gè)傳感器需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)的收集，然后通過按鍵設(shè)置閾值范圍，若超過，則發(fā)出報(bào)警提醒。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程如圖3：圖SEQ圖\*ARABIC3系統(tǒng)流程圖2.3系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)分析2.3.1單片機(jī)技術(shù)單片機(jī)（microcontroller）是一種集成了中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM\ROM、Flash等）、輸入輸出設(shè)備（I/O）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（Timer/Counter）、串行通信接口（UART、SPI、I2C等）功能于一體的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。常用來控制電子設(shè)備及系統(tǒng)，執(zhí)行特定的任務(wù)或者功能。單片機(jī)技術(shù)具有以下特點(diǎn)：集成度高：單片機(jī)把各種功能整合到一塊芯片中，縮小系統(tǒng)體積、降低成本、提高可靠性。低功耗：單片機(jī)通常采用CMOS工藝制造，功耗較低，適合于需要長時(shí)間運(yùn)行的電池供電設(shè)備。成本低廉：由于集成度高、體積小，單片機(jī)的成本相對較低，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。易編程：單片機(jī)通常采用高級語言進(jìn)行編程，如C、C++,開發(fā)門檻低，適合于不同水平的開發(fā)者。多種接口：單片機(jī)外設(shè)接口豐富，可以與多種傳感器，執(zhí)行器等外部設(shè)備相連，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需要。實(shí)時(shí)性強(qiáng)：單片機(jī)可以實(shí)時(shí)響應(yīng)外部事件，具有較高的實(shí)時(shí)性，適用于需要快速響應(yīng)的應(yīng)用場景。2.3.2編程技術(shù)本文利用C語言用于設(shè)計(jì)單片機(jī)嵌入式程序設(shè)計(jì)，主要控制硬件外部的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理和分析，并建立上下位機(jī)的連接，Java用于設(shè)計(jì)手機(jī)調(diào)控管理界面，負(fù)責(zé)監(jiān)測前端上傳的傳感器數(shù)據(jù)。下面分別介紹它們的編程技術(shù)：C語言編程技術(shù)：C語言是一種廣泛應(yīng)用的高階編程語言。這是一種以過程為中心的結(jié)構(gòu)化編程語言，它以其高效、簡明和可移植的特性而著稱，被廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、驅(qū)動(dòng)程序等領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)化編程：C語言支持結(jié)構(gòu)化編程，允許程序員使用順序、選擇、循環(huán)等結(jié)構(gòu)來組織程序，使程序易于理解、修改和維護(hù)。指針：C語言提供了指針的概念，允許直接訪問內(nèi)存地址，進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配和釋放，以及實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。函數(shù)：C語言是函數(shù)式語言，其程序是由一個(gè)個(gè)函數(shù)構(gòu)成。函數(shù)可以被調(diào)用、嵌套和遞歸調(diào)用，使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于理解和維護(hù)。數(shù)據(jù)類型：C語言支持基本數(shù)據(jù)類型（如整型、浮點(diǎn)型、字符型等）和用戶自定義的數(shù)據(jù)類型（如結(jié)構(gòu)體、枚舉型等），程序員可以根據(jù)需求選擇合適的數(shù)據(jù)類型來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)?？偟脕碚f，C語言是一種功能強(qiáng)大、靈活性強(qiáng)、應(yīng)用領(lǐng)域廣、編程資源多的編程語言。Java編程技術(shù)：Java是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢：跨平臺(tái)性：Java程序可運(yùn)行于不同操作系統(tǒng)中，只要在相應(yīng)平臺(tái)上安裝Java虛擬機(jī)就能使Java有很高可移植性。面向?qū)ο螅篔ava是純面向?qū)ο缶幊痰恼Z言，它支持類、對象、繼承、多態(tài)等面向?qū)ο缶幊绦再|(zhì)，使程序具有結(jié)構(gòu)明確，便于理解與維護(hù)等特點(diǎn)。安全性：Java具有嚴(yán)格的安全機(jī)制，包括類加載機(jī)制、字節(jié)碼驗(yàn)證、安全管理器等，可以防止惡意代碼的執(zhí)行和系統(tǒng)資源的濫用。動(dòng)態(tài)性：Java支持動(dòng)態(tài)加載和運(yùn)行時(shí)反射機(jī)制，可以動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建對象、調(diào)用方法、加載類等，使程序具有較高的靈活性和可擴(kuò)展性。2.3.4網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)能夠在設(shè)備間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，遠(yuǎn)程控制與監(jiān)控。遠(yuǎn)程監(jiān)控及管理：借助網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)可接入上位機(jī)或者云平臺(tái)，從而達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控及管理設(shè)備。如通過網(wǎng)絡(luò)可對傳感器數(shù)據(jù)，設(shè)備狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)管理，并進(jìn)行遠(yuǎn)程配置與控制。2.4本章小結(jié)本章對系統(tǒng)的整個(gè)框架進(jìn)行了梳理介紹，以及相關(guān)技術(shù)的闡述，主要使用單片機(jī)通信來獲取數(shù)據(jù)，以及進(jìn)行上傳、分析，進(jìn)行報(bào)警調(diào)控，同時(shí)在APP軟件方面考慮到了用戶、管理員的頁面使用方便性。

3硬件系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)3.1硬件系統(tǒng)的常用硬件介紹3.1.1ESP8266根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求，選用ESP8266為主控模塊，該模塊成本較低，性能較高，具備WiFi通信功能，內(nèi)包WiFi協(xié)議線路，可實(shí)現(xiàn)無線傳輸，并可由命令控制，也可以通過Arduino等開發(fā)環(huán)境進(jìn)行編程，非常適合用于物聯(lián)網(wǎng)、智能倉庫、傳感器數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等應(yīng)用。它的低成本、豐富的通信功能和靈活的編程方式使其成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的重要組成部分。如圖4所示為ESP8266：圖SEQ圖\*ARABIC4ESP8266器件3.1.2OLED顯示屏為了方便安裝測試，PCB板上配備了一個(gè)OLED顯示屏來展示環(huán)境參數(shù)。與傳統(tǒng)的LED顯示屏相比，OLED顯示屏因其核心層較薄且內(nèi)部構(gòu)造為固態(tài)，不含液態(tài)物質(zhì)，因此具有更出色的抗震性能。OLED顯示屏的反應(yīng)速度極快，而且無需背光，其功耗也相對較低。如圖5所示為OLED屏幕：圖SEQ圖\*ARABIC5OLED顯示屏器件3.1.3光敏傳感器光敏電阻是最常見的傳感器之一，它有多種類型，對無線電信號(hào)特性要求不高。光敏電阻在使用過程中主要憑借暗電阻和亮電阻的差值工作，差值越大越靈敏。如圖6所示為光敏傳感器器件：圖SEQ圖\*ARABIC6GY-302光敏傳感器器件3.1.4煙霧傳感器MQ-2煙霧傳感器具有價(jià)格低、穩(wěn)定性好、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用為煙霧采集器得到。另外,MQ-2傳感器是以半導(dǎo)體氣體敏感材料為基礎(chǔ)，在周圍空氣有可燃?xì)怏w或者煙霧的情況下，通過電阻的變化來判斷周圍環(huán)境煙霧的濃度，在煙霧濃度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，因微處理器自帶ADC模塊并根據(jù)實(shí)際使用環(huán)境及傳感器性能選擇MQ-2煙霧傳感器，它是由電阻絲引腳，輸入引腳和輸出引腳組成的，它具有響應(yīng)快，安全穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)。如圖7所示為煙霧傳感器器件：圖SEQ圖\*ARABIC7MQ-2煙霧傳感器器件3.1.5溫濕度傳感器為了提高系統(tǒng)集成度，增加測量精度，本設(shè)計(jì)利用溫濕度檢測傳感去DHT11實(shí)現(xiàn)了對空氣溫度與相對濕度的同步檢測，是包含已標(biāo)定數(shù)字信號(hào)輸出的復(fù)合傳感器，該傳感器可靠性極高，長期工作狀態(tài)下穩(wěn)定性強(qiáng)、響應(yīng)快。如圖8所示為溫濕度傳感器器件：圖SEQ圖\*ARABIC8DHT11溫濕度傳感器器件其技術(shù)參數(shù)如下：圖SEQ圖\*ARABIC9DHT11技術(shù)參數(shù)圖3.1.6風(fēng)扇如圖10所示為風(fēng)扇器件：圖SEQ圖\*ARABIC10風(fēng)扇器件3.1.7有源蜂鳴器對蜂鳴器來說，有有源和無源之分，本人選用有源蜂鳴器器件，有源蜂鳴器是一種能夠自己產(chǎn)生聲音的蜂鳴器，通常是由可控硅與蜂鳴器共同構(gòu)成的。有源蜂鳴器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)融合了驅(qū)動(dòng)電路與振膜，當(dāng)輸出信號(hào)時(shí)，它能夠直接產(chǎn)生聲響。與之相比較，無源蜂鳴器需要外部交替電壓激勵(lì)才能發(fā)出聲音。有源蜂鳴器在應(yīng)用中非常方便，可以通過簡單的控制信號(hào)發(fā)出不同頻率和聲音強(qiáng)度的聲音。同時(shí)，鑒于有源蜂鳴器內(nèi)部已經(jīng)整合了驅(qū)動(dòng)電路，因此無需額外的電路來進(jìn)行控制，這可以減少設(shè)計(jì)成本和開發(fā)時(shí)間。如圖11所示為蜂鳴器器件：圖SEQ圖\*ARABIC11有源蜂鳴器器件3.2程序設(shè)計(jì)3.2.1系統(tǒng)的硬件電路主控電路STM32的最小系統(tǒng)包括：STM32芯片、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等。如下圖12所示：圖SEQ圖\*ARABIC12主控電路圖3.2.2DHT11溫濕度傳感器電路如下圖13為溫濕度傳感器電路圖：圖SEQ圖\*ARABIC13溫濕度傳感器電路圖3.2.3MQ-2煙霧傳感器電路通過使用A/D信號(hào)采集，可將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)一步將其轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)確的煙霧濃度數(shù)值。當(dāng)氣體濃度上升時(shí)，輸出的電壓也會(huì)相應(yīng)地增加。如下圖14為煙霧傳感器電路圖：圖SEQ圖\*ARABIC14煙霧傳感器電路圖3.2.4GY302光照傳感器電路GY-302是一種常見的光照傳感器模塊，它基于BH1750芯片，可以用于測量周圍環(huán)境的光照強(qiáng)度。在這個(gè)電路中，VCC是用來連接模塊的電源引腳，GND是接地引腳。SDA和SCL是12C總線上的數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線，用戶與和主控制器進(jìn)行通信。如下圖15所示，為光照傳感器電路：圖SEQ圖\*ARABIC15光照傳感器電路圖3.2.5蜂鳴器電路如下圖16所示為蜂鳴器電路。利用三極管S8550來觸發(fā)蜂鳴器的自動(dòng)報(bào)警機(jī)制。通過BUZZER與三極管的基極進(jìn)行連接。當(dāng)BUZZER被激活時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平的信號(hào)，此時(shí)三極管正處于其工作狀態(tài)，線路接通，蜂鳴器便會(huì)發(fā)出警報(bào)。圖SEQ圖\*ARABIC16蜂鳴器電路圖3.2.6OLED模塊電路如下圖17為OLED屏傳感器電路圖：圖SEQ圖\*ARABIC17OLED顯示屏電路圖3.3軟件設(shè)計(jì)使用keil進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，C語言進(jìn)行編程，易于模塊化，易移植，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸。Keil系統(tǒng)不僅擁有眾多的庫函數(shù)，還配備了開放調(diào)試工具，具有很好的性能。3.3.1主函數(shù)如下：在系統(tǒng)啟動(dòng)之前，首先對所有模塊進(jìn)行了初始化，這包括傳感器的初始化設(shè)置和顯示屏OLED的初始化過程。在初始化完成之后，數(shù)據(jù)采集是通過子程序來完成的，其中溫濕度傳感器接收的是數(shù)字信號(hào)，而煙霧傳感器則接收到模擬信號(hào)。通過主控芯片對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以獲得當(dāng)前環(huán)境下的即時(shí)參數(shù)。以下為主程序代碼：intmain(void){u8temperature; u8humidity;intlight; delay_init(); //延時(shí)函數(shù)初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//1設(shè)置中斷優(yōu)先級分組為組2：2位搶占優(yōu)先級，2位響應(yīng)優(yōu)先級 uart_init(115200);//串口1初始化LED_Init();//初始化LEDKEY_EXTIX_Init();//初始化KEY OLED_Init(); OLED_ColorTurn(0);//0正常顯示，1反色顯示 OLED_DisplayTurn(0);//0正常顯示1屏幕翻轉(zhuǎn)顯示 DHT11_Init(); BH1750_Init1(); //光照強(qiáng)度初始化 //===============adc采樣================ DMA_Config(DMA1_Channel1,(u32)ADC1_DR_Address,(u32)&AD_Value,3);//cndtr對應(yīng)所開信道個(gè)數(shù) Adc_Init();//ADC初始化 DMA_Cmd(DMA1_Channel1,ENABLE);//啟動(dòng)DMA通道 ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE); //軟件啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換 fenshan_init(); BEEP_Init();MyGizwistInit();單片機(jī)的主程序流程圖如圖18所示：圖SEQ圖\*ARABIC18主程序流程圖3.3.2環(huán)境監(jiān)測程序模塊設(shè)計(jì)3.3.3溫濕度傳感器模塊設(shè)計(jì)對于溫濕度傳感器模塊設(shè)計(jì)如圖所示，首先對各屏幕、串口等模塊初始化設(shè)置，完成初始化設(shè)置后，系統(tǒng)每隔一段固定時(shí)間進(jìn)行信號(hào)采集，并對采集后的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的分析和計(jì)算。主機(jī)拉高20~40us，等待DHT11的回應(yīng)，返回1，未檢測到DHT11的存在，返回0，存在圖SEQ圖\*ARABIC19溫濕度傳感器程序設(shè)計(jì)溫濕度采集代碼如下：voidDHT11_Rst(void) { DHT11_IO_OUT(); DHT11_DQ_OUT=0; delay_ms(20); DHT11_DQ_OUT=1; DQ=1 delay_us(30);}u8DHT11_Check(void) { u8retry=0; DHT11_IO_IN();//SETINPUT while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11會(huì)拉低40~80us { retry++; delay_us(1); }; if(retry>=100)return1; elseretry=0;while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11 { retry++; delay_us(1); }; if(retry>=100)return1; return0;}//從DHT11讀取一個(gè)位//返回值：1/0u8DHT11_Read_Bit(void) { u8retry=0; while(DHT11_DQ_IN&&retry<100) { retry++; delay_us(1); } retry=0; while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100) { retry++; delay_us(1); } delay_us(40);//等待40us if(DHT11_DQ_IN)return1; elsereturn0; }u8DHT11_Read_Byte(void){u8i,dat;dat=0; for(i=0;i<8;i++) { dat<<=1; dat|=DHT11_Read_Bit();} returndat;}u8DHT11_Read_Data(u8*temp,u8*humi){ u8buf[5]; u8i; DHT11_Rst(); if(DHT11_Check()==0) { for(i=0;i<5;i++) { buf[i]=DHT11_Read_Byte(); } if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4]) { *humi=buf[0]; *temp=buf[2]; } }elsereturn1; return0; }u8DHT11_Init(void){ //PA4初始化設(shè)置 GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4); DHT11_Rst(); returnDHT11_Check();}3.3.4煙霧傳感器模塊設(shè)計(jì)煙霧濃度采集利用MQ2傳感器，模擬對倉庫環(huán)境的煙霧含量進(jìn)行監(jiān)測。計(jì)算MQ2采集10次的ADC的平均值相關(guān)代碼設(shè)計(jì)如下所示：u16Get_Adc_Average_mq2(void){intt;floatz=0;for(t=0;t<=10;t++){z=AD_Value[0]+z;delay_ms(5);}z=z/10; z=z/4095*5; z=pow((3.4880*10*z)/(5-z),(1.0/0.3203));returnz;}3.3.5光敏傳感器模塊設(shè)計(jì)使用IIC協(xié)議，SDA為數(shù)據(jù)，SCL為時(shí)鐘。從IIC總線接收一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，使能內(nèi)部上拉,準(zhǔn)備讀取數(shù)據(jù)，置時(shí)鐘線為低，準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)位，拉高時(shí)鐘線,發(fā)送數(shù)據(jù)，拉低時(shí)鐘線，數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。具體代碼如下：oidBH1750_SendByte(u8data){ u8i; IIC_OUTPUT_MODE_SET(); IIC_SCL=0; delay_us(2); for(i=0;i<8;i++) { if(data&0x80)IIC_SDA_OUT=1; elseIIC_SDA_OUT=0; data<<=1; IIC_SCL=1; delay_us(2); IIC_SCL=0; delay_us(2); }}3.3.6云平臺(tái)APP的程序設(shè)計(jì)當(dāng)用戶的手機(jī)與智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的WiFi模塊建立連接后，要設(shè)計(jì)一個(gè)手機(jī)上的可用APP作為服務(wù)器平臺(tái)，并將WiFi模塊在云平臺(tái)上的數(shù)據(jù)展示給手機(jī)管理員，從而實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器之間的交互。本文系統(tǒng)選擇了機(jī)智云作為云平臺(tái)，并將其焦點(diǎn)集中在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能和區(qū)塊鏈等新興信息技術(shù)上。遵循開放設(shè)計(jì)的原則，采用了微服務(wù)架構(gòu)，并在云端部署了可自由組合的AloT應(yīng)用組件。通過自主研發(fā)的“軟件+硬件+數(shù)據(jù)+算法”一體化解決方案，實(shí)現(xiàn)了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)到生產(chǎn)服務(wù)的全流程數(shù)據(jù)，滿足對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入與管理、設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備AI智能運(yùn)維、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理運(yùn)營等服務(wù)需求。如圖20所示，為云平臺(tái)界面：圖SEQ圖\*ARABIC20云平臺(tái)云平臺(tái)流程如下：監(jiān)聽端口等待連接->有連接時(shí)校驗(yàn)用戶名和密碼，正確后運(yùn)行登錄，錯(cuò)誤時(shí)拒絕登錄->當(dāng)單片機(jī)發(fā)布到相應(yīng)話題時(shí)，平臺(tái)把消息轉(zhuǎn)發(fā)給訂閱了相同話題的客戶端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程訪問。如圖21為云平臺(tái)配置：圖SEQ圖\*ARABIC21云平臺(tái)參數(shù)配置

4手機(jī)APP相關(guān)設(shè)計(jì)利用手機(jī)APP，用戶能夠與云平臺(tái)和其他硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)互動(dòng)，并且通過適當(dāng)調(diào)整閾值，能夠?qū)崟r(shí)傳輸傳感器監(jiān)測到的環(huán)境數(shù)據(jù)，以及報(bào)警彈窗監(jiān)測環(huán)境狀況，便于管理員進(jìn)行倉庫管理。4.1APP工作原理4.1.1技術(shù)介紹采用Java語言配合Androidstudio進(jìn)行開發(fā)。Androidstudio是一個(gè)Android應(yīng)用開發(fā)的集成開發(fā)環(huán)境，它為開發(fā)者提供了一個(gè)直觀且易于使用的界面，在編程過程中，開發(fā)者可以清晰地觀察到自己的應(yīng)用在各種大小的屏幕上的表現(xiàn)。Androidstudio基于Gradle的靈活構(gòu)建系統(tǒng)使得應(yīng)用的構(gòu)建和部署變得更為高效。并且提供了InstantRun功能，可以實(shí)時(shí)地將代碼的更改推送到正在運(yùn)行的應(yīng)用程序中，而無需重新構(gòu)建整個(gè)APK。大大加速了開發(fā)過程，讓開發(fā)者能夠更快地看到修改后的效果。4.1.2系統(tǒng)架構(gòu)本文采用前后端分離架構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)用界面和功能邏輯解耦，界面由單獨(dú)的界面設(shè)計(jì)器設(shè)計(jì)，以xml格式存儲(chǔ)，方便數(shù)據(jù)交換和工程管理，每個(gè)界面控件可按需要定義唯一控件ID，在功能代碼中通過控件ID結(jié)合findViewById函數(shù)去訪問和修改界面元素以及設(shè)置界面的操作回調(diào)接口函數(shù)等。采用MQTT協(xié)議作為訂閱者身份連接機(jī)智云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步和控制。這部分具體底層由機(jī)智云SDK負(fù)責(zé)，上層應(yīng)用只用在appConfig.json設(shè)置自己項(xiàng)目的appId等參數(shù)即可使用。實(shí)際的物模型數(shù)據(jù)點(diǎn)在GosControlModuleBaseActivity.java定義,包括數(shù)據(jù)點(diǎn)名稱和客戶端用來實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)點(diǎn)的變量以及MQTT訂閱接受消息回調(diào)，在回調(diào)里判斷數(shù)據(jù)的鍵值來更新相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后框架會(huì)自動(dòng)處理數(shù)據(jù)更新后的界面同步刷新GosDeviceControl.java是實(shí)際的控制界面的應(yīng)用邏輯代碼，負(fù)責(zé)初始化頁面，綁定布局界面，初始化按鍵滑動(dòng)條等的事件回調(diào)，在這里實(shí)現(xiàn)界面和控制邏輯的關(guān)聯(lián)，當(dāng)檢測到界面事件后，讀取最終設(shè)置的值并通過SDK接口發(fā)送給云端，完成控制動(dòng)作activity_gos_device_control是實(shí)際的控制界面頁面布局文件。系統(tǒng)文件代碼如圖22所示：圖SEQ圖\*ARABIC22界面布局設(shè)置4.2系統(tǒng)APP功能說明在手機(jī)APP上可以實(shí)時(shí)顯示到傳感器所收集到的數(shù)據(jù)，通過對閾值進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)所采集到的數(shù)據(jù)超過我所設(shè)置的閾值時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)報(bào)警彈窗，提示數(shù)據(jù)高于閾值。4.2.1功能模塊圖手機(jī)APP由多線程構(gòu)成，一個(gè)UI線程負(fù)責(zé)繪制圖形界面并且在界面控件被點(diǎn)擊或拖動(dòng)時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)，更新其他界面元素，并在必要的時(shí)候進(jìn)行彈窗報(bào)警。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)線程，負(fù)責(zé)建立網(wǎng)絡(luò)連接并訂閱單片機(jī)發(fā)布信息的話題，在收到數(shù)據(jù)后調(diào)用相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)通知主線程更新界面。系統(tǒng)手機(jī)APP主要功能模塊如圖23所示：圖SEQ圖\*ARABIC23功能模塊4.2.3APP使用步驟：點(diǎn)擊進(jìn)入到手機(jī)APP界面，登錄進(jìn)自己的賬號(hào)，手機(jī)APP與硬件設(shè)備連接用一熱點(diǎn)，進(jìn)入之后，頁面有實(shí)時(shí)的采集數(shù)據(jù)顯示，可以根據(jù)情況進(jìn)行閾值調(diào)整，當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)大于閾值，則會(huì)進(jìn)行報(bào)警彈窗提示。APP流程圖如圖24所示：圖SEQ圖\*ARABIC24APP流程圖4.2.4閾值功能調(diào)整：用手拖動(dòng)滑動(dòng)條->系統(tǒng)檢測到滑動(dòng)條時(shí)間上報(bào)給app->框架接收事件消息并執(zhí)行設(shè)置好的回調(diào)函數(shù)，當(dāng)滑動(dòng)條在滑動(dòng)時(shí)同步更新界面的閾值數(shù)值那里的文字，當(dāng)手松開數(shù)值不再變化時(shí)設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)存儲(chǔ)變量的值并調(diào)用SDK接口通過MQTT把閾值發(fā)給機(jī)智云->機(jī)智云接收到消息轉(zhuǎn)發(fā)給訂閱了相同話題的單片機(jī)->單片機(jī)接收到消息解析后取出閾值進(jìn)行設(shè)置。閾值代碼如圖25所示：圖SEQ圖\*ARABIC25滑動(dòng)條滑動(dòng)時(shí)更新閾值標(biāo)簽文本·16··PAGE21·PAGE15系統(tǒng)測試在完成對智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后，需要測試各模塊的運(yùn)行情況，檢查預(yù)期實(shí)現(xiàn)的功能方面，有各傳感器數(shù)據(jù)采集發(fā)送以及蜂鳴器報(bào)警、軟硬件聯(lián)動(dòng)進(jìn)行上傳分析控制等功能以及系統(tǒng)是否穩(wěn)定，根據(jù)功能進(jìn)行驗(yàn)證。5.1手機(jī)APP進(jìn)入到APP之后輸入賬號(hào)密碼，賬號(hào)密碼與云平臺(tái)保持一致，進(jìn)入到主頁面。如圖26所示，為手機(jī)APP登入頁面。圖SEQ圖\*ARABIC26APP界面圖5.1.1控制頁面測試進(jìn)行熱點(diǎn)連接后，與設(shè)備聯(lián)動(dòng)，登錄到控制頁面。在頁面上可以實(shí)時(shí)看到各傳感器檢測到的數(shù)據(jù)，頁面與OLED顯示屏上的數(shù)據(jù)保持一致。并且通過對個(gè)數(shù)值的閾值進(jìn)行設(shè)置。如圖27所示，通過滑輪可以調(diào)整至所想設(shè)置的閾值：圖SEQ圖\*ARABIC27閾值控制5.1.2實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示通過熱點(diǎn)連接后，軟硬件聯(lián)動(dòng)，OLED屏幕數(shù)據(jù)與手機(jī)APP端數(shù)據(jù)顯示一致。圖SEQ圖\*ARABIC28屏幕聯(lián)動(dòng)5.1.3報(bào)警彈窗測試通過對煙霧的數(shù)值進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)煙霧傳感器所感應(yīng)到的數(shù)值超過我所設(shè)置的閾值時(shí)，手機(jī)APP端顯示煙霧濃度高于閾值報(bào)警彈窗。如圖29所示為超過閾值的報(bào)警彈窗：圖SEQ圖\*ARABIC29報(bào)警彈窗5.1.4云平臺(tái)數(shù)據(jù)顯示當(dāng)設(shè)備與手機(jī)APP端連接后，可以在云平臺(tái)顯示傳感器所采集到的數(shù)據(jù)，如圖30所示：圖SEQ圖\*ARABIC30云平臺(tái)界面5.2硬件系統(tǒng)測試程序一開始就被設(shè)定為自動(dòng)模式，各個(gè)傳感器模塊開始運(yùn)行，收集環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)，并通過串行端口將這些數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)，經(jīng)過單片機(jī)的處理后，數(shù)據(jù)會(huì)被展示在OLED顯示屏上。溫度、濕度、煙霧的濃度以及光線的強(qiáng)度等各項(xiàng)數(shù)據(jù)均呈現(xiàn)正常狀態(tài)，如圖31所示：圖SEQ圖\*ARABIC31OLED屏幕數(shù)據(jù)顯示當(dāng)采集到的煙霧濃度數(shù)據(jù)超過所設(shè)閾值，蜂鳴器報(bào)警，風(fēng)扇打開。如圖32所示：圖SEQ圖\*ARABIC32蜂鳴器測試以及當(dāng)倉庫內(nèi)光照強(qiáng)度過低時(shí)，燈光打開。如圖33所示：圖SEQ圖\*ARABIC33燈光測試5.3問題與分析在系統(tǒng)完全安裝完畢后，將各個(gè)子系統(tǒng)的相關(guān)程序輸入到系統(tǒng)中。經(jīng)過一系列的調(diào)試和測試，系統(tǒng)終于能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定的功能。通過使用各種傳感器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測并上傳室內(nèi)的溫濕度、煙霧濃度等關(guān)鍵參數(shù)，并可以在手機(jī)的移動(dòng)端進(jìn)行相應(yīng)的控制。不過本文提出的智能倉庫環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)測試的過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題，主要集中在兩個(gè)方面。第一，數(shù)據(jù)上傳延遲：系統(tǒng)與外部數(shù)據(jù)監(jiān)測之間存在延遲，導(dǎo)致操作執(zhí)行的時(shí)間不準(zhǔn)確。原因是由于系統(tǒng)響應(yīng)速度等引起