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基于RT-Thread+RA6M4的环境监控装置

发布于 2022-07-30 22:27:37 浏览：896 订阅该版

[tocm]

# 整体框架
整体框架如图所示，瑞萨的CPK_RA6M4开发板作为主控制器，用来采集周围环境中的温湿度，光线强度,粉尘等信息，并将环境信息显示到本地OLED屏幕上。同时上传到ONENET云平台，可以在远端进行数据查看。传感器采用了板载的光线传感器isl29035，DHT11温湿度传感器，GP2Y1014粉尘传感器。

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220730/36be9dc5c193be65e2a0751bf736072a.png.webp)
# 硬件驱动
本次主要依靠RT_Thread中的组件包进行开发，传感器部分，显示部分，通过ESP8266上传ONENET云平台均使用组件包。
![screenshot_7a523e95939d26ecb58274a6364f638.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220730/35e07a0dbad832109fd70945e5a13bef.jpg.webp)

## 一、主控

![forum.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220730/f335c5e1ddfa71c9cd4bdb430525bb6d.png.webp "forum.png")
板载MCU为：R7FA6M4AF3CFB，200MHz，Arm Cortex®-M33 内核，1MB 代码闪存, 256kB SRAM
开发板集成了J-link调试器，可以使用配套赠送的MicroUSB电缆很方便的下载以及调试程序，如图1中所示的USB调试端口。板中还自带了红色用户LED指示灯，绿色电源LED指示灯，红色调试LED指示灯，一个用户按钮，一个复位按钮，模拟电位计，数字光线传感器，还有两个Digilent Pmod连接器，便于扩展功能。另外还配备了Arduino连接器以及双排针引脚引出。
## 二、DHT11
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为该类应用中，在苛刻应用场合的最佳选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便。可以直接使用DHTxx组件包驱动。
参考教程：https://club.rt-thread.org/ask/article/82b95ac072484802.html
## 三、ISL29035
ISL29035 是一款集成环境光和红外光数字转换器，具有 I 2C（SMBus 兼容）接口。其先进的自校准光电二极管阵列模拟人眼反应，具有出色的红外抑制。片上 ADC 能够抑制人造光源引起的 50Hz 和 60Hz 闪烁。勒克斯范围选择功能允许用户对勒克斯范围进行编程以优化计数/勒克斯。对于环境光感测，基于电荷平衡技术设计了一个内部 16 位 ADC。ADC 转换时间标称为 105ms，用户可在 11μs 至 105ms 范围内调节，具体取决于振荡器频率和 ADC 分辨率。正常工作时，典型电流消耗为 57μA。为了进一步降低功耗，提供了两种断电模式。如果选择轮询而不是连续测量光，每次 ADC 转换后，自动断电功能会关闭整个芯片以进行测量。另一种掉电模式由软件通过 I 控制2C接口。掉电时功耗可降至0.3μA以下。ISL29035 支持软件掉电条件检测。器件上电时，掉电位置为有效，直到主机通过 I 2 C 接口将其清除。ISL29035 支持软件和硬件中断，该中断在主机通过 I 2 C 接口将其清除之前一直保持有效。断言中断后，ADC 转换功能继续进行，不会停止。ISL29035设计用于 2.25V 至 3.63V 的电源和 1.7V 至 3.63V 的 I 2 C 电源，指定在 -40°C 至 +85°C 的环境温度范围内运行。
参考教程：https://club.rt-thread.org/ask/article/a345937778e3777f.html
## 四、GP2Y1014
GP2Y1014是一款模拟量输出的粉尘传感器，对其通过输出的电压使用ADC采集输出的电压信号，并根据传感器特有的曲线进行转换，既可以得出实际的数据。
参考教程：https://blog.csdn.net/shenghuoa123/article/details/115830133?spm=1001.2101.3001.6650.3&utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%7ECTRLIST%7Edefault-3-115830133-blog-110733842.pc_relevant_aa&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%7ECTRLIST%7Edefault-3-115830133-blog-110733842.pc_relevant_aa&utm_relevant_index=6
https://club.rt-thread.org/ask/question/76768f7c7fb616d7.html
## 五、OLED
oled模块通过IIC接口与主控连接，这里虽然采用和光线传感器同一IIC总线,但是由于地址不同，只要避免冲突，就可以互不影响。
参考教程:https://club.rt-thread.org/ask/article/d90fcf63dc1f5d38.html
## 六、ESP8266
esp8266通过串口与开发板连接，开发板通过AT指令对模块进行控制，实现数据的流转通信。
参考教程:https://club.rt-thread.org/ask/article/edc56fabc1418cff.html
# 软件处理
功能实现部分主要对不同的模块启动了不同的任务，并通过邮箱进行各传感器信息的传递，主要是将各传感器采集的信息，传递给ONENET上传任务。来进行数据的上传。以下为部分代码：
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220730/fd66f266c5e89a95aa12e071eda34c8a.png)
（具体代码参考附件）
## 云平台界面

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220730/96f08c64a1f4fff28c1b386a1016d609.png.webp)
# RTThread使用体验
作为一个没有使用过操作系统的小白，使用组件来进行开发可以避免直接操作底层驱动的复杂繁琐，可以不用主控和外围的具体细节，只需要调用即可。并且可以在论坛上找到各种教程，方便学习和开发。这次能够完成功能是站在各位大佬的肩膀上完成的。在此感谢提供开发板和平台的RT-Thread官方和花费心血写教程的各位大佬，感谢群内大佬的无私指导。
# 代码：
gitee：https://gitee.com/lmlm1995/RT-Thread_RA6M4.git
链接：https://pan.baidu.com/s/15tGoYp2bFOfT7psSm4jAnA 
提取码：8888

[基于RT-Thread+RA6M4的环境监控装置.part1.rar](https://club.rt-thread.org/file_download/f6fe5d2fb5b5113e)
[基于RT-Thread+RA6M4的环境监控装置.part2.rar](https://club.rt-thread.org/file_download/9aee07453acabca8)
[基于RT-Thread+RA6M4的环境监控装置.part3.rar](https://club.rt-thread.org/file_download/1c07e530f8ad5957)
[基于RT-Thread+RA6M4的环境监控装置.part4.rar](https://club.rt-thread.org/file_download/eb31122537e61400)
# 视频：
https://www.bilibili.com/video/BV18V4y1j7iK?p=1&share_from=ugc&share_medium=android&share_plat=android&share_source=WEIXIN&share_tag=s_i×tamp=1659263775&unique_k=NN3vvlL
[基于RT_Thread+RA6M4的环境监测装置.mp4](https://club.rt-thread.org/file_download/1d0274184e3c770a)