基于树莓派的室内温控系统嵌入式开发.pdf

发布时间：2022-06-15 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.19M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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本科生课程设计报告课程名称：嵌入式系统与接口技术项目名称：基于树莓派的智能温控系统姓班名：王珑级：网络工程 193121 班所属分组：张豪、张馨文、王珑、王聪指导老师：陈小岛二 O 一五年六月五日

193121 班王珑嵌入式系统与接口技术课程实习报告目录第一章问题概述....................................................................................... 3 第二章设计概述....................................................................................... 4 一、整体设计....................................................................................... 4 二、硬件设计..................................................................................... 6 三、电路设计..................................................................................... 6 四、预期结果..................................................................................... 7 第三章功能实现及结果展示................................................................... 8 一、环境预配..................................................................................... 8 二、温度传感器模块....................................................................... 10 三、继电器与风扇模块................................................................... 12 四、消息推送模块........................................................................... 14 五、总体展示................................................................................... 17 第四章设计总结及个人感悟................................................................. 22 1

193121 班王珑嵌入式系统与接口技术课程实习报告第一章问题概述在现今的科技发展中，机器学习与智能化已经成了人们研究的重点。尤其是在嵌入式方面，让我们的工作更加便利。都说懒人使社会进步，嵌入式便是为人们解决了生活中的各式各样的问题，使我们的生活更加便利。基于周围的现实生活，游戏已经成了现代大学生不可分割的一部分，打游戏随着带来的是电脑发热，于是就有了电脑散热器。电脑散热器有什么特点呢？不停的工作和带来噪音。看到散热器，我们小组就想到能不能做一个“智能散热器”，来减少散热器耗电和工作时间。但是由于种种原因，我们就简化了“智能散热器”这个想法，打算做“智能控温系统”，即树莓派通过温度传感器来管理风扇的启动和关闭，并当温度过高时向手机发送推送信息。我们的小组分工如下：（1）购买器件：张豪、张馨文、王聪、王珑（2）温度传感器部分：张馨文和张豪（3）继电器和风扇部分：王聪和张豪（4）消息推送部分：王珑和张豪（5）温度传感器、继电器、消息推送三模块的封装：张豪在此次的嵌入式课程设计中，我担任的主要工作为购买器件、消息推送部分代码的编写与实现以及协助其他小组成员完成其他模块的工作。第二章设计概述一、整体设计温度传感器将收集的温度信息传送给树莓派，树莓派判断温度是否超过规定值，超过树莓派就控制风扇启动降低温度并向用户发送警告信息。当温度降到规定值以下关闭风扇。 2

193121 班王珑嵌入式系统与接口技术课程实习报告整体工作流程图如下：主要功能模块划分如下：（图 1 整体工作流程）（图 2 系统主要功能模块图） 3

193121 班王珑嵌入式系统与接口技术课程实习报告二、硬件设计此次设计是由自顶向下的设计模式，在底层硬件的选择方面，主要设备选用了树莓派 2 代 B 型 4 核 1G 内存的 E14 版卡片式电脑、DS18B20 温度传感器、面包板、1 路继电器、继电器扩展板、若干跳线、树莓派扩展板、板线、树莓派无限网卡、若干电阻、SD 卡以及可以检验功能的 USB 风扇。树莓派：一款基于 ARM 的微型电脑主板，以 SD 卡为内存硬盘，卡片主板周围有两个 USB 接口和一个网口，可连接键盘、鼠标和网线，同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和 HDMI 高清视频输出接口，以上部件全部整合在一张仅比信用卡稍大的主板上，具备所有 PC 的基本功能只需接通电视机和键盘，就能执行如电子表格、文字处理、玩游戏、播放高清视频等诸多功能。 Raspberry Pi B 款只提供电脑板，无内存、电源、键盘、机箱或连线。树莓派 2 代的 Model B 采用 Broadcom BCM2836 900MHz 的四核 SoC，1GB 内存，是新一代开拓者，兼容 1 代 B+。但相比之下，树莓派 2 的性能提升 6 倍，内存翻了一番。Raspberry Pi 2 不仅能跑全系列 ARM GNU/Linux 发行版，而且支持 Snappy Ubuntu Core 及 Windows 10。三、电路设计树莓派接口结构图：（图 3 树莓派接口结构图） 4

193121 班王珑嵌入式系统与接口技术课程实习报告实验电路图设计如下：（图 4 实验电路图）四、预期结果温度传感器模块：能够实时获取温度，并将数据传回树莓派。（图 5 物理接线图） 5

193121 班王珑嵌入式系统与接口技术课程实习报告消息推送模块：当温度超过规定值后，树莓派向手机发送警告消息。（图 6 树莓派向终端设备推送消息）风扇控制模块：设定上下两个阀值，当温度超过上阀值后，树莓派控制风扇的启动，以达到降温的目的，当温度低于下阀值之后关闭风扇。第三章功能实现及结果展示（注：下文均为 SecureCRT 软件登陆树莓派进行运行的结果，树莓派配置的 IP 地址为 172.27.35.5）一、环境预配 (1)无线网卡配置 auto lo iface lo inet loopback iface eth0 inet dhcp allow-hotplug wlan0 iface wlan0 inet static 6

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