基于ONENET平台实现的智能陆宠箱

来源:用户上传      作者:刘博 霍家亮 曹艺

　　摘要：文章以“智能陆宠箱”项目为切入点，技术上采用中国移动推出的OneNET数据平台与单板机嵌入式技术相结合的方式，设计完成了数据平台与嵌入式设备间的数据上、下行交互。实现了用户在远端通过终端设备访问数据平台，监控“智能陆宠箱”箱体内的实时图像、温度、湿度，从而完成对箱体的投食、换水、加温、散热等功能。内容以数据流程为第一视角，阐述了项目背景、技术分析、模块设计等知识，可做作为高校物联网专业学生实践教学的案例。
　　关键词：OneNET;嵌入式技术;陆地爬行宠物
　　中图分类号：TP311 文献标识码：A
　　文章编号：1009-3044（2020）06-0065-02
　　当今社会80后、90后人群已成为促进社会生产力发展的“主力军”，工作压力大、生活节奏快成为这一类人群的显著标识;又由于这批人群出生时间正值我国计划生育推行期，所以兄弟、姐妹的缺失，身处异乡的工作，父母不在身边思念都成为此类人群饲养宠物的原因。据不完全统计，我国已形成以小型宠物为主的成熟宠物市场，年消费增长的速度在20%以上。目前中国宠物及相关用品，一年的交易额已突破百亿元大关。另一方面，在庞大的消费群体中，陆地爬行类宠物，已成为势头最强劲的增长点，而且消费者以年轻人为主。消费群体的突现与互联网时代的碰撞，设计并实现一款有着互联网技术鲜明特征的“智能陆宠箱”，对于促进宠物经济增长、科学饲养宠物、物联网及嵌入式科学推广都有着一定的意义。
　　1项目概述
　　本项目搭建一个基于物联网环境下的爬行宠物饲养装置，实现该设备集成环境数据采集、数據的上传下发、数据分析、环境制动。由终端传感器、通讯网络、应用程序三部分构成。传感器设备负责采集箱体内部的温度、湿度等信息，并将其转化为数字信号，通过NB-lotM5311模组传输至OneNET平台，通过基于OneNET平台的可视化控件和内嵌的编程环境编写应用功能，实现数据的分析及数据的下行从而控制箱内的投食、换水、加温、散热等功能的开启。
　　2项目模块技术解析
　　该设备在具体实施中集成了包括：温湿度传感器模块、摄像头模块、ArduionUNO主控制器、NB-loTM5311模组、步进电机组成的环境制动模块，在Arduion主控制器统一管理下，传感器采集箱体内相关信息，将其数字化后交由M5311通讯模组上传ONENET数据平台。可由APP端进行可视化查看，自主分析后人为或自动的下发控制命令驱动环境制动模块来调节箱体内的环境，从而实现智能化控制。具体结构如图1如示。
　　1）通过温湿度传感器模块dhtl 1和摄像头模块0V7725对宠物箱的基本环境进行数据采集，Arduion UNO作为主控制器对采集的数据进行初步处理，虚拟一个假串口把处理的数据发送给NB-loTM531l模组。
　　2）NB-loTM5311模组在接收到主控制器发送的数据后，上传给Onenet平台侧，平台侧通过APP管理做一个基本的uI界面，显示基本数据，可以根据环境状况对主控制器下发不同指令。
　　3）主控制器接收到平台侧的指令后，驱动步进电机制动模块，对宠物箱环境进行有效的改变，达到改良环境的目的。
　　3项目核心技术实现
　　M5311模组与Arduion UNO主控制器的联接调试，主要的核心问题集中在串口通信上，如果通信方面正常实现，那么其他的传送主要靠AT指令完成。接人协议可选：CoAP（LWM2M）、MQTT、Modbus、HTI'P等方式，我们这次使用的是TCP通讯方式。
　　4总结
　　时代的前行不可阻挡，物联网技术作为世界公认的科技发展方向得到了国家极高的重视，各大科技企业都在总局自己未来的领域，并融人物联网世界之中。将OneNET平台与NB-loT模组相结合并应用于产品开发与高校教学是十分有经济前景和实现意义的。2017年以来，中国三大运营商已完成NB-loT模组采购1000万片以上，低廉的价格使其极具市场竞争力，可以预计NB-loT技术必定在今后一段时期内成为物联网通讯方式中的重要选择。中国移动物联网平台OneNET定位PaaS服务，能够中上层应用程序与实际传感、控制设备间搭建起有效的、安全的应用平台。解决数据的发、收工作，提供丰富的API，方便学习、上手，使开发者的重心回归功能应用。本次项目的实现无论是在项目工程中使用，还是在高等教育中学习都是一项符合要求的案例。
　　[通联编辑：光文玲]
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