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精密化工無線氣液流量監(jiān)測系統(tǒng)是為解決精密化學(xué)工業(yè)中對(duì)各管路中氣、液反應(yīng)物、產(chǎn)物的監(jiān)測而開發(fā)的一種無線傳感解決方案。 解決了精密化學(xué)工業(yè)中對(duì)系統(tǒng)各管路中的監(jiān)測問題，實(shí)現(xiàn)了管路中氣體、液體反應(yīng)物、產(chǎn)物的流速可視化。并提供了云方案，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。 系統(tǒng)提供兩種監(jiān)測Ui，包括實(shí)時(shí)刷新的WEB應(yīng)用和運(yùn)行在云服務(wù)器（樹莓派）上的實(shí)時(shí)刷新的桌面應(yīng)用

一．項(xiàng)目硬件說明

   2.1項(xiàng)目硬件總成

   整體硬件由三大系統(tǒng)組成，各系統(tǒng)間協(xié)調(diào)工作，共同組成整個(gè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

  2.2 傳感器節(jié)點(diǎn)硬件

傳感器節(jié)點(diǎn)硬件由傳感器、微處理系統(tǒng)（MPU system）、無線傳輸模塊組成。

 

2.2.1 傳感器 ：

    傳感器采用IDT提供的2DAF01氣體流速傳感器，量程為為 0-2L/Min，提供IIC接口和模擬量輸出（采用模擬量輸出）

 

 

圖（1）傳感器

2.2.2 微處理系統(tǒng) ：

    微處理系統(tǒng)（MPU system）采用了由ST公司生產(chǎn)的STM32F103C8T6這顆搭載了ARM Coretex M3 內(nèi)核的32位高性能MCU，以提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采樣處理。

 

圖（2）STM32核心板

 

 

 

 

 

2.2.3 無線傳輸模塊采用由NORDIC公司生產(chǎn)的ISM頻段的2.4G無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，以提供穩(wěn)定、持續(xù)、遠(yuǎn)程的無線數(shù)據(jù)傳輸。

 

圖（3）NRF24L01

 

2.2.4總成

 

 

圖（4）傳感器節(jié)點(diǎn)總成

 

  2.3 云端無線節(jié)點(diǎn)硬件

云端無線節(jié)點(diǎn)是連接傳感器節(jié)點(diǎn)與云服務(wù)器的物聯(lián)網(wǎng)中間件。由微處理系統(tǒng)（MPU）和無線模塊組成。

 

 

 

 

 

2.3.1 微處理系統(tǒng) ：

    采用同傳感器節(jié)點(diǎn)相同的方案。

 

    圖（5）STM32核心板

2.3.2 無線模塊 ：

    采用同傳感器節(jié)點(diǎn)相同的方案。

 

圖（6）NRF24L01

2.3.3 云端無線節(jié)點(diǎn)總成 ：

 

圖（7）云端無線節(jié)點(diǎn)總成

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 云服務(wù)器硬件

云服務(wù)器采用強(qiáng)大可靠的樹莓派（Raspberrt Pi）平臺(tái)。型號(hào)為樹莓派2B

1. 搭載博通 BCM2836 soc （4核）

2. CPU為 ARM Coretex A8 應(yīng)用處理器內(nèi)核

3. 板載USB-HUB  USB-RJ45有線網(wǎng)卡

 

 

 

圖（8）云服務(wù)器

一．軟件說明

3.1 軟件總成

由于系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且分散，因此軟件結(jié)構(gòu)也較為分散。

軟件系統(tǒng)除云服務(wù)器的部分較為分散。

 3.1 傳感器節(jié)點(diǎn)軟件 ：

開發(fā)語言 ：C++

開發(fā)環(huán)境 ：keil MDK (ARM)

標(biāo)準(zhǔn)庫 ：STM32標(biāo)準(zhǔn)庫（非HAL庫）

拓展庫 ：BSP庫（自主開發(fā)）

系統(tǒng)類型 ：裸機(jī)

系統(tǒng)架構(gòu) ：輪詢系統(tǒng)

 

圖（9）傳感器節(jié)點(diǎn)源碼

 

3.2 云端無線節(jié)點(diǎn)軟件 ：

開發(fā)語言 ：C++

開發(fā)環(huán)境 ：keil MDK (ARM)

標(biāo)準(zhǔn)庫 ：STM32標(biāo)準(zhǔn)庫（非HAL庫）

拓展庫 ：BSP庫（自主開發(fā)）

系統(tǒng)類型 ：裸機(jī)

系統(tǒng)架構(gòu) ：輪詢系統(tǒng)

 

圖（10）云端無線節(jié)點(diǎn)源碼

 

 

3.3 云服務(wù)器軟件 ：

云服務(wù)器軟件由兩大部分組成 ：

一． WEB應(yīng)用 ：提供跨局域網(wǎng)訪問，實(shí)時(shí)刷新傳感器節(jié)點(diǎn)傳回的數(shù)據(jù)的云端WEB應(yīng)用 （B/S架構(gòu)）

 

二．云服務(wù)器桌面應(yīng)用：由Python3 利用PyQt5 編寫的（因?yàn)橛?/span>Python開發(fā)支持跨平臺(tái)，可以在win10系統(tǒng)的PC機(jī)上開發(fā)調(diào)試好后，拷貝到linux的云服務(wù)器上運(yùn)行），提供Ui，以圖表形式實(shí)時(shí)顯示傳感器節(jié)點(diǎn)傳回的數(shù)據(jù)。（純客戶端架構(gòu)）

 

 

3.3.1 概覽

 

OS : Linux - Debian - Raspbian

 

       圖（11）云服務(wù)器軟件結(jié)構(gòu)圖 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.2 web應(yīng)用

 

使用Dw開發(fā)web應(yīng)用

 

 

圖（12）使用Dw開發(fā)web應(yīng)用

 

 

 

 

3.3.3 桌面應(yīng)用

 

使用Qt designer (Qt設(shè)計(jì)師)設(shè)計(jì)UI

 

 

 圖（13）使用Qt designer (Qt設(shè)計(jì)師)設(shè)計(jì)UI

使用eric6編譯ui文件并完成后續(xù)開發(fā)

 

 

圖（14）使用eric6編譯ui文件并完成后續(xù)開發(fā)

 

一．項(xiàng)目結(jié)果演示

  （視頻在文件夾里，這里只展示軟件截圖）

 

云服務(wù)器桌面應(yīng)用開發(fā)中的Ui運(yùn)行結(jié)果（win10環(huán)境）

 

 

 

 

 

vnc 遠(yuǎn)程連接服務(wù)器桌面系統(tǒng)

云服務(wù)器桌面應(yīng)用運(yùn)行結(jié)果（linux環(huán)境）

 

 

 

手機(jī)端Web應(yīng)用長截圖

 

PC端WEB應(yīng)用截圖