RT-Thread作品秀 分布式温度监控系统-电路方案

简介：
分布式温度监控系统以STM32系列芯片为基础开发，能够采集多达六个分节点的温度数据。网关节点通过WIFI连接云端实时监视环境温度，同时支持本地串口与PC端的数据交互，实现上位机对分节点温度信息的实时显示。该系统适用于家庭、办公室及教室等小型场所的多点温度监测，无线传输距离可达100米至500米，并具备低功耗、低丢包率和远距离传输等特点，为实用设计提供了可靠的技术保障。 开发环境硬件配置包括STM32F407ATK-Explorer。扩展板选用DS18B20数字温度传感器、NRF24L01无线射频模块及ESP8266 WIFI模块等组件。RT-Thread运行于版本4.0.3，开发工具为MDK 5.27。系统内核采用多线程调度机制，并通过信号量实现资源同步，同时依赖消息队列来保证数据传输的高效性。 在组件部分中，SPI框架负责温度传感器的驱动控制，上层代码可提升代码的重用性；Sensor框架为上层提供统一的操作接口，简化底层开发流程。SAL套接字抽象层通过标准化BSD Socket API实现对不同网络协议栈的支持，从而提高系统的兼容性和开发效率。 软件包功能方面，Web client提供了设备与HTTP服务器之间的通信基础。Pahomqtt基于Eclipse Paho-mqtt源码设计的 MQTT客户端程序，并为本项目进行了适配优化。Onenet是针对OneNET平台开发的应用层适配程序，支持设备在RT-Thread环境下完成数据发送接收及连接控制等功能。cJSON则采用C语言实现了一种简洁高效的JSON解析工具包。at_device组件提供了针对多种AT设备移植的文件和示例代码，目前支持ESP8266、M26、MC20等设备。NRF24L01软件包为该无线模块提供了驱动支持。 在系统架构设计中，发送节点采用3个线程及消息队列机制实现温度数据的定时传输：read_temp_entry用于周期性读取传感器值并入队；nrf24l01_send_entry接收传感器检测到的温度信息并通过NRF24L01发送至接收节点；led_shine_entry则每隔一定时间改变系统状态以反映运行状况。接收节点通过6个线程及信号量机制实现数据处理：nrf24l01_receive_entry负责正确接收到数据后触发事件并将其存入ring buffer，同时申请内存池存储数据；save_recv_p0_data_entry、save_recv_p1_data_entry等子线程分别对接收节点发送的各类型数据进行保存操作。