基于TLink平臺的溫濕度監測系統

卞祥++王惠姣

摘 要：隨著人民生活水平的提高，人們對家居生活提出了更高的要求，家庭環境的控制也越來越受到人們的重視。文中設計了一種基于TLink物聯平臺的溫濕度監測系統。該系統的監測節點利用溫濕度傳感器來收集環境數據，并利用TLink物聯平臺分析存儲數據。用戶關注微信公眾號后，可遠程實時查看家居環境的溫度、濕度等，并通過圖表數據進行趨勢預測，進而對環境數據設置合理的觸發報警值。該系統成本低，安裝維護方便，用戶操作簡便。

關鍵詞：TLink；溫濕度；物聯網；微信

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）11-00-02

0 引 言

如今，人們對生活品質有著更高的要求，更加關注家居環境對個人健康的影響。在物聯網技術的發展下，智能家居應運而生，家庭環境監測系統作為智能家居的重要組成部分，可為用戶提供安全、舒適、便捷的生活方式。將物聯網技術運用到家居環境檢測中，對構建智能家居系統和提高人們生活環境質量具有重要意義。人們對家居生活環境中的溫濕度尤為敏感，這時就需要實時實地監測生活環境中的溫濕度。利用物聯網技術和微信公眾平臺建立了家庭環境溫濕度監測系統，能有效檢測家庭環境中溫度和濕度的變化，監測數據由節點收集并進行有效預測。微信用戶關注系統微信公眾賬號，可以接入監控點的家庭環境，收集溫濕度數據。基于TLink平臺的家居環境監測系統可以實時監測家居環境溫濕度，甚至每分鐘都會給出用戶家居環境的溫濕度數值，使用戶完全掌握家中溫濕度的變化情況并做出恰當的反應。

1 系統總體設計

本系統的總體設計如圖1所示，開源硬件Arduino控制器作為系統控制的核心使用，配合W5200以太網控制器模塊以及DHT22溫濕度傳感器模塊實現整個硬件系統的搭建。整個硬件系統和TLink平臺提供東西傳感器平臺網絡通過以太網通信，環境溫度、濕度的實時顯示，并實現報警事件觸發的推送。

2 系統硬件設計

2.1 Arduino核心控制器

Arduino是一款容易學習上手的開源電子原型平臺，主要包括硬件和軟件兩部分[1]。其硬件系統是高度模塊化的，通過USB接口與計算機連接，包括14通道數字I/O，其中包括6通道PWM輸出，6通道10位ADC模擬I/O，可用USB提供5 V工作電源[2]。Arduino的硬件與軟件都遵守開源許可，任何一個人無需授權即可無限制地獲得軟件代碼、電路原理設計圖。根據開源設計，任何人都可以定制裁剪出符合需求的設計[3]。

圖1 系統設計總體框圖

2.2 以太網控制器模塊

相對傳統的溫濕度檢測裝置，本設計的重點數據已網絡化，即可以在線查看生活環境的溫度、濕度。以太網控制器采用W5200以太網控制器，它是一種多功能網絡接口芯片，擁有10個10/100 Mb/s以太網控制器，可用于高集成、高穩定、高性能和低成本的嵌入式系統[4，5]。系統中使用 W5200，其可以在沒有嵌入式操作系統支持的情況下與互聯網連接。在內部集成了全硬件的TCP/IP 協議棧、以太網介質傳輸層（MAC）和物理層（PHY）協議[6，7]。使用W5200模塊不需明白以太網控制的具體細節，只需要知道如何使用給出的編程接口即可。

2.3 溫濕度采集模塊

為了獲得更精確的溫度和濕度，系統設計采用數字信號輸出溫度、濕度已校準的DHT22數字溫濕度傳感器。它采用專用的數字采集技術和溫度、濕度傳感器技術，保障產品擁有高可靠性以及優秀的穩定性[8]。濕度測量范圍0～100%RH，精度±2%RH；溫度測量范圍-40～125 ℃，精度±0.5 ℃。單線制串行接口，系統集成簡易快捷[9，10]。DHT22具備小體積、低功耗、快響應、高性價比等特點，可進行長距離信號傳輸，非常適合分布式應用。

3 具體實現

3.1 系統工作流程

本系統主要包括監控節點、服務器、客戶端，三者之間通過無線路由器連接。系統工作流程如圖2所示。

圖 2 系統工作流程圖

3.2 監測節點工作流程

監測節點采用 Arduino UNO R3 開發板，接有W5200以太網擴展模塊，DHT22溫濕度傳感器。可實現監測節點從DHT22傳感器中讀取當前環境溫濕度的數據，并將數據發送到TLink物聯網應用平臺的功能。

監測節點對溫濕度傳感器采集到的數據進行處理，進一步判斷，在參照家庭環境適宜溫濕度情況下，從而獲得家庭環境溫濕度描述和評估，根據相應的結果做出相應的判斷和估計（如開空調等），監測節點的工作流程如圖3所示。

圖3 監測節點工作流程圖

3.3 服務器端工作流程

服務器端為TLink物聯平臺服務器，TLink平臺將監測節點傳感器所采集到的數據進行分析處理和存儲，實現對溫度、濕度遠程實時監測。這樣，無論是在家里、辦公室還是出差，用戶都可輕松了解家里的溫濕度條件，其工作流程如圖4所示。

3.4 微信與TLink

TLink物聯網開放平臺支持多種連接協議，輕松連接工業、農業、環境等各類傳感器，搭建實時遠程監控系統。支持通用API接口，提供一個迅速實現物聯網應用的平臺。

圖4 服務器端工作流程

微信公眾號平臺是為微信用戶提供資訊和服務的平臺，開發者在公眾號平臺中建立公眾號、獲得接口權限，通過平臺提供的開發接口進行微信與TLink平臺對接服務[11]。

TLink物聯平臺服務器保存著從本地上傳的數據，等待微信公眾平臺訪問。微信溫濕度顯示如圖5所示。

圖5 微信溫濕度顯示

4 結 語

本系統采用物聯網和微信公眾號平臺結合的模式，實現了家居環境中溫濕度的監測，授權用戶可以通過微信遠程訪問。用戶操作簡單，整個系統的成本低，安裝和維護簡單，用戶可以監測房間內各區域的溫度和濕度。同時也可方便地為其它有需求的家庭用戶提供數據參考。

參考文獻

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