基于ONENET平臺實現的智能陸寵箱

劉博 霍家亮 曹藝

摘要：文章以“智能陸寵箱”項目為切入點，技術上采用中國移動推出的OneNET數據平臺與單板機嵌入式技術相結合的方式，設計完成了數據平臺與嵌入式設備間的數據上、下行交互。實現了用戶在遠端通過終端設備訪問數據平臺，監控“智能陸寵箱”箱體內的實時圖像、溫度、濕度，從而完成對箱體的投食、換水、加溫、散熱等功能。內容以數據流程為第一視角，闡述了項目背景、技術分析、模塊設計等知識，可做作為高校物聯網專業學生實踐教學的案例。

關鍵詞：OneNET;嵌入式技術;陸地爬行寵物

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）06-0065-02

當今社會80后、90后人群已成為促進社會生產力發展的“主力軍”，工作壓力大、生活節奏快成為這一類人群的顯著標識;又由于這批人群出生時間正值我國計劃生育推行期，所以兄弟、姐妹的缺失，身處異鄉的工作，父母不在身邊思念都成為此類人群飼養寵物的原因。據不完全統計，我國已形成以小型寵物為主的成熟寵物市場，年消費增長的速度在20%以上。目前中國寵物及相關用品，一年的交易額已突破百億元大關。另一方面，在龐大的消費群體中，陸地爬行類寵物，已成為勢頭最強勁的增長點，而且消費者以年輕人為主。消費群體的突現與互聯網時代的碰撞，設計并實現一款有著互聯網技術鮮明特征的“智能陸寵箱”，對于促進寵物經濟增長、科學飼養寵物、物聯網及嵌入式科學推廣都有著一定的意義。

1項目概述

本項目搭建一個基于物聯網環境下的爬行寵物飼養裝置，實現該設備集成環境數據采集、數據的上傳下發、數據分析、環境制動。由終端傳感器、通訊網絡、應用程序三部分構成。傳感器設備負責采集箱體內部的溫度、濕度等信息，并將其轉化為數字信號，通過NB-lotM5311模組傳輸至OneNET平臺，通過基于OneNET平臺的可視化控件和內嵌的編程環境編寫應用功能，實現數據的分析及數據的下行從而控制箱內的投食、換水、加溫、散熱等功能的開啟。

2項目模塊技術解析

該設備在具體實施中集成了包括：溫濕度傳感器模塊、攝像頭模塊、ArduionUNO主控制器、NB-loTM5311模組、步進電機組成的環境制動模塊，在Arduion主控制器統一管理下，傳感器采集箱體內相關信息，將其數字化后交由M5311通訊模組上傳ONENET數據平臺。可由APP端進行可視化查看，自主分析后人為或自動的下發控制命令驅動環境制動模塊來調節箱體內的環境，從而實現智能化控制。具體結構如圖1如示。

1）通過溫濕度傳感器模塊dhtl 1和攝像頭模塊0V7725對寵物箱的基本環境進行數據采集，Arduion UNO作為主控制器對采集的數據進行初步處理，虛擬一個假串口把處理的數據發送給NB-loTM531l模組。

2）NB-loTM5311模組在接收到主控制器發送的數據后，上傳給Onenet平臺側，平臺側通過APP管理做一個基本的uI界面，顯示基本數據，可以根據環境狀況對主控制器下發不同指令。

3）主控制器接收到平臺側的指令后，驅動步進電機制動模塊，對寵物箱環境進行有效的改變，達到改良環境的目的。

3項目核心技術實現

M5311模組與Arduion UNO主控制器的聯接調試，主要的核心問題集中在串口通信上，如果通信方面正常實現，那么其他的傳送主要靠AT指令完成。接人協議可選：CoAP（LWM2M）、MQTT、Modbus、HTI'P等方式，我們這次使用的是TCP通訊方式。

4總結

時代的前行不可阻擋，物聯網技術作為世界公認的科技發展方向得到了國家極高的重視，各大科技企業都在總局自己未來的領域，并融人物聯網世界之中。將OneNET平臺與NB-loT模組相結合并應用于產品開發與高校教學是十分有經濟前景和實現意義的。2017年以來，中國三大運營商已完成NB-loT模組采購1000萬片以上，低廉的價格使其極具市場競爭力，可以預計NB-loT技術必定在今后一段時期內成為物聯網通訊方式中的重要選擇。中國移動物聯網平臺OneNET定位PaaS服務，能夠中上層應用程序與實際傳感、控制設備間搭建起有效的、安全的應用平臺。解決數據的發、收工作，提供豐富的API，方便學習、上手，使開發者的重心回歸功能應用。本次項目的實現無論是在項目工程中使用，還是在高等教育中學習都是一項符合要求的案例。

[通聯編輯：光文玲]