【RT-Thread作品秀】智能环境监测的物联网云平台电路设计方案-ITADN社区

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本项目展示了一种基于RT-Thread操作系统的智能环境监测物联网云平台电路设计，实现数据采集、处理与云端传输。【RT-Thread作品秀】基于物联网云平台的智能环境监测设计作者：赵帅 **概述** 该系统采用STM32H7系列芯片开发，通过光照传感器（BH1750）与温湿度传感器（DHT11）采集环境中的光照、温度和湿度数据，并利用WIFI将这些数据实时上传至物联网云平台。用户可以通过PC端软件监控这些环境参数的变化。该系统适用于家庭、办公室或教室等场所的环境监测，具有高实时性、低功耗及低丢包率等特点。 **开发环境** - **下位机** - 硬件: STM32F407-atk-explorer扩展板 - 扩展传感器：DHT11温湿度传感器, BH1750光照强度传感器，AP6212 WIFI模块 - RT-Thread版本: V4.0.3 - 开发工具及版本: RT-Sudio **上位机** - Qt 版本: 5 - 开发工具: Qt Creator 4.11.0 **RT-Thread使用情况概述** 内核部分包括调度器、信号量和事件集。通过创建多个线程实现不同的任务，利用信号量来同步这些线程，并用事件集通知数据采集完成。组件方面涉及IIC框架、Sensor框架以及SAL套接字抽象层。软件包主要包括cJSON（用于解析 JSON 格式）、Onenet（针对 OneNET 平台的适配）、pahomqtt (MQTT 客户端)和Webclient(提供设备与 HTTP Server 的通讯功能)。 **硬件框架** 该系统使用STM32H7作为主控，通过外接DHT11传感器、BH1750光照强度传感器采集环境数据。AP6212 WIFI模块用于联网及云平台的连接。 **软件框架说明** 下位机流程图与上位机流程图详细描述了整个系统的运行机制。 - **下位机** - 数据通过MQTT协议上传至OneNet，初始化完成后释放信号量通知数据发送线程启动 - 温湿度和光照强度的数据采集分别由独立的线程完成，并将结果发布给其他组件 - **上位机** - 使用QNetworkAccessManager类实现HTTP请求以获取云平台上的环境监测数据。 - JSON解析器用于从接收到的数据中提取温湿度及光线信息，然后更新用户界面。通过定时器定期发送GET请求来确保显示的数值能实时反映当前状况。

【RT-Thread作品展示】基于RT-Thread的智能家居物联网电路设计

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本项目介绍了一种基于RT-Thread操作系统的智能家居物联网电路设计方案，结合传感器和云端服务，实现家居设备智能互联与远程控制。【RT-Thread作品秀】基于RT-Thread的智能家居-物联网作者：葫芦侠概述：智能家居是互联网影响下的一种物联化应用，通过物联网技术将家中的各种设备连接起来，提供家电控制、照明控制等多种功能和服务。与传统家居相比，它不仅具备居住的基本功能，还结合了建筑、网络通信、信息家电和设备自动化等多方面的能力。硬件设计：本智能家居项目采用STM32F407作为主控芯片，并搭配ESP8266进行无线连接。此外，还包括S17021传感器、DS18B20温度感应器以及LED灯和电机等组件来实现具体的功能需求。开发环境与RT-Thread使用：项目基于MDK 5.31, VS CODE 和其他工具完成编码工作，并采用rt-thread-3.1.4版本的实时操作系统。在内核方面，利用调度器创建TCP连接线程并用消息队列进行数据传递；在网络框架部分，则通过tcpip建立服务端来支持设备节点和上层控制软件接入；此外还使用了Cjson软件包。硬件架构：整个智能家居系统由主控平台、节点平台以及应用软件三大部分构成。其中，主控负责与各节点通信并收集状态信息，而用户界面则用于监控这些数据及执行相应的操作指令。软件设计：该项目采用STM32作为服务器端来显示传感器的读数，并通过TCP/IP协议实现设备间的通讯和控制功能。具体来说，上位机应用发送命令到主控器，后者再将其转发给对应节点；与此同时，各个子系统也会将收集的数据反馈回中央处理单元。软件模块：包括了TFTLCD屏幕驱动、SteamWin界面设计以及以太网通信等核心部分的开发工作。比赛心得：在此次比赛中遇到了时间紧张的问题，需要同时完成多个平台上的代码编写任务。由于出差频繁，进度受到了影响；初次接触RT-Thread时也花费了很多精力调试多线程和网络功能，并且LCD显示效果调整同样耗时较多。尽管最终没有实现触摸屏的应用目标，但整个过程还是让我对智能家居系统的构建有了更深入的理解和技术提升。

【RT-Thread作品展示】基于RT-Thread的智慧农业物联网网关-电路设计

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本项目是基于RT-Thread操作系统的智慧农业物联网网关电路设计，旨在通过先进的传感技术和网络通信实现农作物生长环境监测与智能控制。【RT-Thread作品秀】基于RT-Thread的智慧农业物联网网关作者：frankpyq 概述：智慧农业是目前物联网的一个重要发展方向。我从事了与农业物联网相关的硬件开发工作，结合这次RTT大赛的机会，决定使用RT-Thread设计一款物联网网关。这款物联网网关以STM32H7为主芯片进行设计，并分为硬件网关和物联网平台两部分。硬件方面，基于ART-PI核心板自行扩展了一个包含4G通讯模块、LORA无线采集模块、RS485电路接口以及相关控制输出（如继电器、LED指示灯等）的扩展板；同时集成了温度传感器DS18B20和蜂鸣器。网关通过无线LORA技术最多可接收32路节点的数据，或利用RS485通讯协议采集传感器数据。这些收集到的信息会经由4G模块发送至物联网平台进行处理与存储。这里我选择使用深圳市模拟科技有限公司的TLINK物联网平台作为云服务解决方案。开发环境：硬件：ART-PI（STM32H750XB）， ART-PI_TOP扩展板；软件：RT-Thread Studio版本 2.0.0； RT-Thread 使用情况概述内核方面，主要利用了调度器和信号量机制来实现多任务处理与线程间的同步。组件部分，则应用了UART框架以及传感器（SENSOR）框架。其中使用三个串口分别连接4G模块、LORA无线采集节点及RS485接口；同时通过DS18B20温度传感器获取设备机箱内的实时温湿度信息。软件包方面，目前未引入任何额外的RT-Thread 软件包进行开发工作。硬件框架该物联网网关项目基于官方SDK提供的点灯示例程序构建。具体来说，包括以下功能模块： 1. 读取板载DS18B20温度传感器数据； 2. 接收LORA无线节点上传的数据（支持最多32个节点）； 3. LED指示设备状态； 4. 实现与TLINK云平台通信及登录验证，并完成主动上报采集到的信息至云端服务器； 5. 解析并执行来自TLINK平台的控制指令，如继电器动作等。演示效果该物联网网关已经完成了从硬件组装、数据收集到信息上传整个过程的实际运行测试。具体包括设备外观展示图、云平台上接收的数据截图、系统配置画面以及相关操作视频资料。比赛感悟：我对RT-Thread的认识始于多年之前购买的第一代魔笛网络收音机开发板，但由于手头上项目大多基于裸露硬件编程方式实现，并未真正接触过RTOS操作系统。因此在此次参加RTT大赛之际，尝试将之应用于实际产品中来提高自己的技能水平。然而，在实践过程中由于缺乏相关经验以及对系统核心机制理解不够深入等原因遇到了不少困难和挑战。从最初点亮LED灯开始逐步添加传感器驱动程序、串口通信框架等模块直至完成DS18B20温湿度采集功能，再到实现与4G及LORA无线通讯设备的连接，并最终将数据上传至TLINK云平台进行展示。整个过程中虽然没有使用额外软件包或第三方库支持，但通过不断摸索学习逐渐掌握了RT-Thread的基本用法。尽管最初计划使用广和通公司的L610模块并通过ONENET云端服务实现更多功能特性但由于时间紧迫及个人技术水平限制未能完全达成目标。不过目前我已经成功实现了与移动OneNet平台的初步连接，并将继续努力完善整个项目。感谢主办方提供的宝贵学习机会，我相信RT-Thread会成为我未来开发工作中不可或缺的一部分工具。

【RT-Thread作品展示】基于RT-Thread的智能家居应用平台-电路设计

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本项目致力于构建一个高效的智能家居应用平台，采用RT-Thread操作系统进行开发。详细介绍该系统的硬件电路设计及其在实际生活中的应用场景与优势。智能家居是目前最热门的应用领域之一。基于对物联网和智能家居的热爱与兴趣，我以自己的小屋为实际应用模板，将智能家居的理念变为现实。本项目中的智能家居平台主要使用STM32H750XB（ART-PI开发板）作为主控平台，并采用STM32F407VGT6为核心的网关平台。其中，主控平台负责查询网关的数据信息、设置参数和与云服务器进行交互；而网关则专注于采集数据并分析处理这些数据，同时根据从主控接收到的指令控制终端设备。目前，该系统可以收集四路温湿度传感器的信息、一路电量读数、一路甲醛检测值、一路PM2.5浓度测量结果以及两路烟雾报警信号和水浸报警。此外，它还可以监测到两个门锁的状态，并能够通过CAN总线通信来控制加热或散热设备。未来计划扩展此系统中的CAN网络以增加更多的智能模块（如窗帘控制系统、温湿度传感器、继电器等），从而进一步增强对终端产品的监控与管理能力。开发环境包括ART-PI及其拓展板，RT-Thread版本为4.0.3。内核方面使用了调度器来创建多个线程实现不同功能，并利用信号量进行同步操作以及通过消息队列传递数据；外设驱动则涵盖了CAN和UART接口的定制化支持。在软件包部分，则部署了cJSON用于解析JSON格式的数据、WebNet提供HTTP协议下的网络服务，还有针对OneNET平台连接优化过的Onenet适配层等工具。硬件框架方面，主控平台由ART-PI开发板及与其相配套扩展版组成；网关则以STM32F407为核心。通过这些组件的配合使用，共同构建了一个可以灵活配置且易于维护的家庭自动化解决方案。

【RT-Thread作品展示】——智能温湿度监测电路设计

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本项目基于RT-Thread操作系统，设计了一款智能温湿度监测电路。该系统能够实时采集环境中的温度和湿度数据，并通过显示屏进行直观显示，为智能家居、气象站等应用场景提供了精准的环境参数监测解决方案。本段落介绍了一个基于STM32H75XB芯片的温湿度数据采集系统，并通过MQTT协议将数据传输到服务器，在网页端进行显示的同时也在OLED显示器上实时展示当前的时间与温度、湿度信息，可以作为一个智能小显示器使用。开发环境如下： - 硬件：ARTPi（stm32h750xb） - RT-Thread版本：v4.03 - 开发工具及版本：RT-Thread Studio v1.15 在项目中，我们主要利用了RTOS的线程调度功能来实现不同的工作，并使用I2C框架和Sensor框架等组件。具体来说： - `main.c`文件用于初始化系统并开启各个线程。 - `dht11_sample.c`处理DHT11传感器的相关内容，包括温湿度数据读取及创建相应的线程。 - `MQTT_sample.c`负责通过MQTT协议将采集到的温湿度信息发送至云端服务器。 - `ssd_1306...cpp`用于OLED显示相关功能开发。在此次比赛中，我不仅接触到了操作系统相关的知识，并且实际应用了RT-Thread系统。起初觉得操作较为复杂，但随着对官方文档的学习和理解逐渐深入后发现其实并不难掌握。此外，在使用RT Studio这一IDE过程中也感到非常方便快捷，能够快速添加所需的功能模块。感谢电路城提供的这次比赛机会让我有机会学习更多知识，并希望有共同兴趣的人们一起努力向前！

【RT-Thread作品展示】基于WSN的农作物环境监测系统的电路设计

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本项目旨在介绍一种用于农作物环境监测的无线传感器网络（WSN）系统电路设计方案，采用RT-Thread操作系统优化硬件资源利用。农作物的生长状况与其周边环境密切相关。对农业环境进行实时监控并及时调整相关参数能够有力促进农作物增产增收。基于WSN（无线传感网络）的农作物环境监测系统结合现代生态农业技术、现代无线传感技术和水肥药一体化技术，以采集、传输、存储和分析农作物的环境信息为目标，为农业生产提供科学指导。该系统的开发硬件包括STM32F407微控制器、CC2530无线通信模块（ZigBee）、Fibocom L610蜂窝数据通讯模块以及多种传感器如BH1750光照强度传感器、DHT11温湿度传感器和土壤pH值及氮磷钾含量的检测设备。系统基于RT-Thread Nano 3.1.3操作系统，使用MDK 5.27开发工具。内核部分包括调度器、信号量和线程管理功能。通过创建多个线程实现不同的任务：uart2_rx_thread_entry负责接收串口数据并上传至阿里云；led_thread_entry则控制LED每秒闪烁一次以显示系统运行状态。该监测系统的硬件架构由终端节点（CC2530为核心）、路由器、协调器和STM32F407通讯网关组成，通过ZigBee协议收集环境信息，并将数据汇总后通过GPRS传输到阿里云IoT平台。随后，智慧农业系统接收并解析这些数据包并将它们存储在MySQL数据库中。软件方面，在硬件端采集所有环境数据之后，按照特定的通信协议进行封装和上传至云端；服务器采用MQTT协议处理来自设备的数据流，并使用AMQP服务将信息转发到智慧农业系统的后端。而后端系统负责接收、解析这些包并将结果存储进数据库内，并通过网页界面展示给用户。该监测平台能够有效提升农业生产效率，为农民提供实时的环境参数参考和科学决策依据。

【RT-Thread作品展示】温湿度监测电路设计方案

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本项目提供了一套基于RT-Thread操作系统的温湿度监测电路设计方案，包括硬件选型、软件架构及代码实现等内容。【RT-Thread作品秀】温湿度监测设计作者：Star.Water 概述产生背景：当前的温湿度监控设备大多只能显示实时环境参数，并不能查看历史记录或曲线图，无法直观地展示温度和湿度的变化情况。因此本次设计旨在开发一款可以同时显示当前数据及历史变化趋势的产品。实现功能：仪表盘上会实时更新并显示当前的温度与湿度；此外还提供一个图表界面用于展示过去的数据信息。硬件环境：使用ART-Pi平台，搭载RT-Thread操作系统版本为rt-thread-v4.0.2。开发工具采用MDK5.21。移植了RT-Thread到STM32H50，并设置系统滴答时钟以产生每毫秒一次的中断来驱动RTOS。 #define RT_HEAP_SIZE (1024*40) // 定义堆大小为 40KB #define RT_MAIN_THREAD_STACK_SIZE 1024 // 主线程栈空间大小设为 1K 字节其他配置沿用默认硬件框架，其中ART-Pi与STM32L4开发板均运行RT-Thread操作系统。通过串口通信实现数据传输。传感器参数采集由阿里云的stm32L4开发板负责，并将收集到的数据记录写入SD卡中。屏幕部分采用10*10以内的转接板，参考正点原子和野火的设计方案自行绘制电路图并通过嘉立创打样完成。考虑到显示屏尺寸为 180mm * 100mm ，因此使用了三块小板拼接而成。软件框架说明： RT-Thread通过系统滴答定时器产生每毫秒一次的中断来驱动；LVGL则利用定时器3实现相同功能。各个线程资源分配如下：机智云WIFI远程遥控和传感器参数采集在STM32L496板子上完成。软件模块说明： ART-Pi与STM32L496之间的通信采用了自定义协议，该协议要求包头及尾部均需进行双字节验证以减少传输错误的概率；同时每一帧数据的结尾都会附加16位校验值来确保在受到干扰时仍能正确发送参数。使用过程中发现RT-Thread中的printf和sprintf函数功能不全，无法支持类似%0.2这样的格式化选项用于指定小数点后的精度。调试阶段主要依赖于VS2017环境进行LVGL的初步设置，在完成电脑端测试后迅速移植到单片机上运行。比赛感悟：一直以来都有计划自己编写一个LVGL项目，但由于白天工作晚上还要照顾孩子而没有足够的时间。借助这次比赛的机会给自己施加了一定压力，并且通过每天加班努力学习掌握了基本操作。 RT-Thread是一款非常容易进行移植的实时操作系统，仅需一个中断即可驱动整个系统运行；同时其软件包也非常实用，在未来的学习过程中一定要加以利用。尽管此次因为时间紧迫仍然使用MDK开发环境并手动移植了RTT，但还是决定以后要多尝试其他工具和方法。虽然在功能实现方面还有一些设想未能完成，但是会继续努力改进和完善现有设计。非常感谢RT-Thread提供的参赛机会，在这次比赛中不仅学到了很多知识也更加深入地了解了该操作系统。尽管比赛即将结束但在技术学习的道路上永远不会停下脚步！

【RT-Thread作品展示】智能路灯电路设计

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本项目基于RTOS RT-Thread开发，旨在设计一款高效智能路灯系统。通过优化电路设计，实现自动调节亮度、远程监控及故障预警等功能，提升城市照明管理水平和能源利用效率。【RT-Thread作品秀】智能路灯作者：杨满意概述：目前大多数的路灯采用定时功能控制开关灯时间，但四季更替导致日出日落的时间不同，若使用统一时间定时开闭灯，则会造成不必要的电力浪费。通过无线网络和根据日出日落时间来动态调节路灯开关状态的方式可以实现灵活、精准地节能管理。开发环境：硬件：art-pi RT-Thread版本：V 4.0.3 开发工具及版本：MDK 5.27 RT-Thread使用情况概述：内核部分：调度器，信号量，消息队列。 1. 调度器用于创建多个线程来实现不同的任务； 2. 信号量用来同步不同线程的执行过程； 3. 消息队列则实现了各线程间数据传递的功能。组件部分：SPI框架、Sensor框架及SAL套接字抽象层。 1. SPI框架被用以驱动温度传感器，提高了代码可重用性； 2. Sensor框架为上层提供统一的操作接口，简化了底层驱动开发的难度； 3.SAL套接字抽象层完成对不同网络协议栈或实现接口的封装，并向开发者提供了标准的BSD Socket API。软件包部分：Webclient、paho_mqtt、Onenet、cJSON及at_device等。 1. Webclient提供设备与HTTP Server的基本通讯功能； 2.pahomqtt基于Eclipse paho-mqtt源码设计，实现MQTT客户端程序； 3.Onenet使RT-Thread设备能够方便地连接OneNet平台，并完成数据的发送接收、注册控制等功能； 4.cJSON是C语言实现的轻量级解析JSON格式软件包； 5.at_device支持多种AT指令集设备。硬件框架与软件框架说明：首先初始化硬件，通过WiFi模块接入路由器并连接到OneNET服务器。根据工作模式（手动或自动）来决定路灯开关状态：如果是手动控制，则接收来自OneNet平台的远程命令；在自动模式下则依据预设地理坐标数据计算日出/落时间，并结合实时钟信息进行判断。软件模块说明： 1. onenet_mqtt_init_entry负责初始化onenet_mqtt，成功后释放信号量通知其他线程可以开始上传数据； 2.onenet_upload_data_entry通过获取到的信号量和邮箱中的内存地址来发送数据至OneNET云平台及上位机； 3. led_entry从实时时钟读取时间并转换为时间戳，判断工作模式是否需要开关灯。演示效果代码已在附件中提供。比赛感悟：陆游曾言：“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”此诗句完美地表达了我在此次比赛中获得的收获与体会。首次接触RT-Thread平台，在此前已熟悉FreeRTOS的情况下，发现两者在多线程调度、信号量管理等方面存在相似之处。值得一提的是rtthread官方生态系统的完善性令人印象深刻，各种插件集成度高，使得开发者能够更加专注于核心功能开发而无需过多关注底层细节。感谢主办方提供这样一个机会让我接触并学习RT-Thread这一优秀平台，这为未来的项目提供了更多可能性与选择空间。

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【RT-Thread作品秀】智能环境监测的物联网云平台电路设计方案

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