[嵌入式]5.20 综合案例2.0-甲醛浓度检测系统

简介

甲醛是一种有特殊刺激气味的气体，对人的眼睛有强烈的刺激作用。若空气中甲醛浓度过高，比如新装修的房子、新买的汽车等，可引起中毒反应，严重的可致癌。家去拿时空气中的杀手之一，需要时刻提防。本案例的核心在于准确测量家庭中的甲醛浓度。

电化学甲醛模组

1、管脚定义

2、通讯协议

3、通讯命令
通信分为主动上传式和问答式，出厂默认主动上传,每间隔1S发送一次浓度值。 如果用户切换到问答模式下，需要重新切换为主动上传时，发送如下命令行格式即可：

数据显示格式如下：

气 体 浓 度 值 (PPB)=( 气 体 浓 度 高 位 *256+ 气 体 浓 度 低 位 ). 当转换为 PPM 时： PPM= PPB/1000，1PPM甲醛相当于1.34mg/m3. 1mg/m3甲醛相当于0.746PPM.

准备

本案例需要的硬件

硬件连接图

• 使用TTL口下载完成后，用TTL口连接甲醛传感器进行数据读取。

代码流程

1、连接阿里云平台。
2、上传云端报警状态，重复读取传感器数据，并上传云端。

1、物联网平台开发

第一次使用物联网平台的读者，需要开通实例后使用物联网平台功能。也可以使用免费的公共实例进行开发，在阿里云物联网平台中，左上角选择‘华东2-上海’，点击‘公共实例’，即可开通。

1、平台产品创建可参考haas506 2.0开发教程-aliyunIoT
2、创建产品属性（添加物模型）

• 选择产品功能定义–编辑草稿
  

• 添加自定义功能

• 添加标识符与数据类型（标识符要与代码一致）

• 点击发布上线
  
  

• 点击确定
  

2、设备端开发

• 第一次使用开发板的读者可以按照haas5062.0开发教程-导学篇搭建开发环境。
• 搭建完后复制以下代码到Visual Studio Code，复制产品证书到代码相应位置。
  
• main.py

# coding=utf-8
import network
import ujson
import utime as time
import modem
from  aliyunIoT import Device
import kv
from driver import UART

#当iot设备连接到物联网平台的时候触发'connect' 事件
def on_connect(data):
    global module_name,default_ver,productKey,deviceName,deviceSecret,on_trigger,on_download,on_verify,on_upgrade
    print('***** connect lp succeed****')
    data_handle = {}
    data_handle['device_handle'] = device.getDeviceHandle()


#当连接断开时，触发'disconnect'事件
def on_disconnect():
    print('linkkit is disconnected')


#当iot云端下发属性设置时，触发'props'事件
def on_props(request):
    print('clound req data is {}'.format(request))


#当iot云端调用设备service时，触发'service'事件
def on_service(id,request):
    print('clound req id  is {} , req is {}'.format(id,request))
#当设备跟iot平台通信过程中遇到错误时，触发'error'事件
def on_error(err):
    print('err msg is {} '.format(err))

#网络连接的回调函数
def on_4g_cb(args):
     global g_connect_status
     pdp = args[0]
     netwk_sta = args[1]
     if netwk_sta == 1:
         g_connect_status = True
     else:
         g_connect_status = False

#网络连接
def connect_network():
     global net,on_4g_cb,g_connect_status
     #NetWorkClient该类是一个单例类，实现网络管理相关的功能，包括初始化，联网，状态信息等.
     net = network.NetWorkClient()
     g_register_network = False
     if net._stagecode is not None and net._stagecode == 3 and net._subcode == 1:
         g_register_network = True
     else:
         g_register_network = False
     if g_register_network:
    #注册网络连接的回调函数on(self,id,func);  1代表连接，func 回调函数  ；return 0 成功
         net.on(1,on_4g_cb)    
         net.connect(None)
     else:
         print('网络注册失败')
     while True:
         if g_connect_status:
             print('网络连接成功')
             break
         time.sleep_ms(20)

#动态注册回调函数
def on_dynreg_cb(data):
     global deviceSecret,device_dyn_resigter_succed
     deviceSecret = data
     device_dyn_resigter_succed = True


 # 连接物联网平台
def dyn_register_device(productKey,productSecret,deviceName):
    global on_dynreg_cb,device,deviceSecret,device_dyn_resigter_succed
    key = '_amp_customer_devicesecret'
    deviceSecretdict = kv.get(key)
    print("deviceSecretdict:",deviceSecretdict)
    if isinstance(deviceSecretdict,str):    
        deviceSecret = deviceSecretdict 

    if deviceSecretdict is None or deviceSecret is None:
        key_info = {
            'productKey': productKey  ,
            'productSecret': productSecret ,
            'deviceName': deviceName
            }
        # 动态注册一个设备，获取设备的deviceSecret
        #下面的if防止多次注册，当前若是注册过一次了，重启设备再次注册就会卡住，
        if not device_dyn_resigter_succed:
            device.register(key_info,on_dynreg_cb)   

PPM_data = {}
def upload_PPM():
    global PPM_data,PPM
    PPM_data["hcho"]= PPM
    PPM_data_str=ujson.dumps(PPM_data)
    data={
        'params':PPM_data_str
        }      
    device.postProps(data)



if __name__ == '__main__':
    ICCID=None
    g_connect_status = False
    net = None
    device = None
    deviceSecret = None
    deviceName = None
    productKey = "a1A9j0EmrQr"
    productSecret = "21ATZN5PR2iuv08w"
    device_dyn_resigter_succed = False

    # 连接网络
    connect_network()
     # 获取设备的IMEI 作为deviceName 进行动态注册
    deviceName = modem.getDevImei()
    #获取设备的ICCID
    ICCID=modem.sim.getIccid()
    #初始化物联网平台Device类，获取device实例
    device = Device()
    if deviceName is not None and len(deviceName) > 0 :
     #动态注册一个设备
        dyn_register_device(productKey,productSecret,deviceName)
    else:
        print("获取设备IMEI失败，无法进行动态注册")
    while deviceSecret is None:
        time.sleep(0.2)
    print('动态注册成功:' + deviceSecret)

    key_info = {
        'region' : 'cn-shanghai' ,
        'productKey': productKey ,
        'deviceName': deviceName ,
        'deviceSecret': deviceSecret ,
        'keepaliveSec': 60,
        }
    #打印设备信息
    print(key_info)

    #device.ON_CONNECT 是事件，on_connect是事件处理函数/回调函数
    device.on(device.ON_CONNECT,on_connect)
    device.on(device.ON_DISCONNECT,on_disconnect)
    device.on(device.ON_PROPS,on_props)
    device.on(device.ON_SERVICE,on_service)
    device.on(device.ON_ERROR,on_error)
    device.connect(key_info)

    #主程序
    time.sleep(2)
    #UART初始化
    uart1=UART()
    uart1.open("serial1")
    readBuf=bytearray(9)
    writeBuf=bytearray(9)
    writeBuf = bytearray([0xFF,0x01,0x78,0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x47])
    uart1.write(writeBuf)
    while True:
        #读取传感器数据并上传
        readSize=uart1.read(readBuf)
        print(readBuf)
        PPM = (int(readBuf[4])*256+int(readBuf[5]))/1000
        print(PPM) 
        upload_PPM()
        time.sleep(1)

• 使用485串口读取log，配置 “replPort”: 2，串口TTL读取改为0 。
• board.json

{
  "name": "haas506",
  "version": "2.0.0",
  "io": {
    "serial1": {
      "type": "UART",
      "port": 0,
      "dataWidth": 8,
      "baudRate": 9600,
      "stopBits": 1,
      "flowControl": "disable",
      "parity": "none"
    },
    "serial2": {
      "type": "UART",
      "port": 1,
      "dataWidth": 8,
      "baudRate": 9600,
      "stopBits": 1,
      "flowControl": "disable",
      "parity": "none",
      "timeout": 1000
    },
    "serial3": {
      "type": "UART",
      "port": 2,
      "dataWidth": 8,
      "baudRate": 115200,
      "stopBits": 1,
      "flowControl": "disable",
      "parity": "none",
      "timeout": 1000
    }
  },
  "debugLevel": "ERROR",
  "repl": "enable",
  "replPort": 2
}

调试

• 调试串口使用485端口，打开设备管理器可以查看调试端口号。
  
• 串口调试工具使用putty
  

调试结果

1、串口调试工具log，网络连接成功–动态注册成功–每秒打印读取的数字及PPM数值

2、云端有数据传入，打开实时刷新，显示数据会自动更新。

点击查看数据，可以看到每次上传的具体数值。

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