开源简明 | 智能生态鱼缸的设计

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通过对显卡组件自由选择提议的比起和分析确认了这个尝试，次子系统总体构造框示意图如示意图2.1叮嘱同样，将整个次子系统分成表列显露组成部份:STM32架构遏制、遥控器可调、OLED表明、ESP8266感知层配网、开关转子二极管、补光灯LED电灯次子系统，开关稳压组成二极管。

次子系统四路中时，通过遏制器通过工卷首复制到由浓度感标定元件组成的浓度检标定二极管转换器的AD值，以复制到意味着的转换器浓度值C，四四路开关分别遏制冷却二极管，补光二极管，减压二极管，转换器一定的电场电位波形，浓度标定试转用等离次子固定式DS18B20光度计，次子系统的匹配电位电场由DACMP2303转换二极管捕获之后经过实质上再经过实质上AD转换为电位，再计算显露器增益，次子系统四路中时遏制器通过串口外访问ESP8266WiFi组件，通过GAgent备忘录完整版机敏容终下端增值器，并经过嵌入固定式个人信息处理过程通过平板电脑APP表明，当用户想可调手动遏制冷却或补光灯，只需通过平板电脑APP发送指令，意味着移动设备的新功能。最后，该次子系统通过手柄打印，拥护手柄匹配并遏制OLED液晶以表明各种相关个人信息个人信息，已完成同类。

2.3 主要元电四路的选HG2.3.1 主控嵌入固定式

提议1：STM32F103C8T6嵌入固定式主要的特点就是四路中低速快，这就要从它的内核的次子系统Cortex-M3谈起，该的次子系统是ARM续作里面最开下端的的次子系统，而STM32续作嵌入固定式恰好运运用于了这个的次子系统，不但增加了嵌入固定式的四路中低速，还在其实上提升了嵌入固定式的耐用性。而从内存上来看STM32续作的嵌入固定式至少也有16K的内存，而且还带有AD适配器、I2C硬件外以及SPI硬件外，比起简便了二极管通到。

提议2：目前的主遏制器里面，STC89C52嵌入固定式沿用的的次子系统始终是宗教性的51续作嵌入固定式特有的8051的次子系统，前提上每一款的51续作嵌入固定式的工卷首、插座等都是可以标准化的。从嵌入固定式的插座上来看，该款嵌入固定式有32个I/O口外可以共同开发运运用于，插座的新功能也都非常清楚明了，能够帮助共同开发者来短小时内其设计显露二极管，从软显卡两方面增很低了次子系统的共同开发难度。但是该款嵌入固定式只能乘载8K的标识符，时会增很低次子系统四路中低速。

推论：STC89C52嵌入固定式的四路中低速时会影响次子系统均局，而STM32F103C8T6嵌入固定式软体和显卡来得加简便，相符次子系统需求，因此首选STM32F103C8T6提议。

2.3.2 表明组件HG号的自由选择

提议1：LCD1602是一款表明容量为32位数的液晶固定式液晶，其里面最主要个数写字母、符号、简便的示意图像等素材。运运用于LCD1602时实际上转用电位就能对液晶的表明区域开展遏制。如果想详实的了解LCD1602可以查阅液晶的须知，从须知里面可以找到液晶的标识符实际上调用及修正即可，还可以了解到LCD1602的二极管及各插座新功能，但是该组件是不必表明文字和示意视频的，很多个人信息个人信息都无法表明完整的，因此从软体和显卡这两个方面以及表明素材来看还得寻求其它的提议其设计。

提议2：本次次子系统其设计自由选择0.96寸的OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光半导体）是有机发光二极管的法文均名，液晶屏表明。考虑到较低耗电和交互的友好性，液晶屏表明不可避免成为首先。宗教性的字符HG液晶面板，虽然可以能相符以上两点允许。但相比于便携性，换用OLED面板，将来得为优越，非常便合于便携固定式的设备上。本其设计换用OLED第二大支持者64位数表明，其4言道，每言道16字符，除了支持者所有ASCII码，还自带字体库。非常便于表明个人信息。表明字符支持者黄，蓝两种完均相同颜色。

推论：OLED12864在表明上来得有军事优势，相符本次子系统允许，因此自由选择提议2。

2.3.3 无线电通讯提议的自由选择

运运用于ESP8266续作无线组件是很低性价比WiFiSOC内建，它能够短小时内现有，只能够五步就可以意味着“IoT新科技”，WiFi组件转用较低增益32位CPU，并且可以作为微处理过程器，主频最很低可达160MHz。移动设备10位很低精度ADC转换组件，兼具缓存技能、上手难以、共同开发直觉简便等特点，关键盘是传输个人信息较为比起稳定，可以通到机敏容终下端增值器开展远程监控，如下表是ESP8266管理制度工作的指令。

2.3.4 浓度光度计提议的自由选择

为了数据处理检标定显露水族内的浓度，我们能够一些防显露水的浓度光度计，本其设计转用NTC浓度光度计，是一个热敏电阻、等离次子，其原理是：的电倍数随着浓度的升很低而迅速增很低，实际尺寸非常敏捷，它们可以小到0.010英寸，也可以是非常小的直径，第二大尺寸差不多没限制，但通常差不多半英寸。一般构造由NTC热敏电阻、等离次子(金属外壳或塑料外壳等)组成，延长线和金属下端次子或通到器，检标定的时候标定得个人信息很比起稳定，数值很小。

示意图 2-3 NTC浓度光度计

它的特点一般是敏感度很低，倍数和B值精度很低，一致性互换性比起好，并且转用双层包封工艺，不具备良好的绝缘密封性和抑止机械碰撞，抑止弯竖技能。

2.3.5 开关转子提议的自由选择

为了转子开关来得加有效的管理制度工作，次子系统降低了ULN2003转子晶片，该晶片的主要主导作用就是对于匹配电场开展打印，然后再转子5V和12V的开关，因为开关转子的组件二极管是能够来得大的电场和电位管理制度工作的。该晶片可运用于设激光转子换用日立、转子转子或者直流日立，来得有效的和最佳的自由选择就是转子开关来遏制的设备，比如显露消防车、电位电场互感器等。并且实际上运运用于的时候该晶片和一些其他的类晶片大略原理上都并不相同，就实际上可以用来运运用于并检标定。

示意图 2-4 ULN2003晶片直觉示意图

3次子系统显卡二极管其设计

STM32F103C8T6嵌入固定式可以说是次子系统的遏制里面枢部份，内部的电四路都能够嵌入固定式通过实质上工卷首开展指挥和协调，这样才能尽可能特定新功能的已完成。将能够意味着自己新功能的各组件搭起在独自一人就能有效增很低次子系统制作公司的十分复杂性。

3.1 STM32F103C8T6嵌入固定式大于次子系统

如下时本次次子系统的大于次子系统板原理示意图其设计如示意图3.1叮嘱同样，它由大于次子系统里面晶片遏制器、振动二极管、晶振二极管以及串口外App二极管。

示意图3-1大于次子系统两节二极管

3.1.1 晶振二极管

在嵌入固定式里面，晶振二极管的地位是必定取代的，次子系统能否激活成功该部份的二极管起到了持久的主导作用。晶振二极管和嵌入固定式实质上的晶体振荡器通到密切相关了晶振二极管，能使嵌入固定式拥有来得很低的四路中低速。可以说晶振二极管为嵌入固定式的四路中提供了关键性的基础。

STM32F103C8T6嵌入固定式就是在OSCIN和OSCOUT插座通到了8MHZ的晶振，在嵌入固定式上就能见到，换用的是20PF的线圈能尽可能嵌入固定式来得加短小时内、比起稳定的四路中。晶振二极管如示意图3.1叮嘱同样。

示意图3-2 晶振二极管

3.1.2 复位二极管

在嵌入固定式上还有一个白色的手柄就是复位二极管的手柄，能支持者嵌入固定式已完成工卷首的堆栈，实际上就能将次子系统从头开始继续执言道。STM32F103C8T6嵌入固定式的RST复位插座上通到了对应的电阻和线圈，通过遥控器就能遏制复位。在口语分类电话亭次子系统里面，就是换用了实际上、方便的遥控器复位方固定式，倍数为10K，线圈的容量为10μF。按下通到好的遥控器就能将次子系统重启。示意图3.2为复位二极管。

示意图3-3 复位二极管

3.1.3 开关二极管

开关组件二极管如示意图3.6叮嘱同样，本次子系统能够两种电位，由于OLED12864表明和WiFi通讯组件能够的电位为3.3V~5V，而MCU管理制度工作于3.3V，由于主控MCU转用3.3V电网，就换用 AMS1117三下端稳压器组件转化成3.3V电位。线圈E1，C22为匹配线圈，主导作用是预防过载后显露现电位一个大。C23，E2为转换器滤波器线圈，主导作用是抑制自激振荡和比起稳定转换器电位。

示意图3-4 开关二极管

但是次子系统里面能够用到12V电位去给开关组件电网，开关遏制的的设备能够的电位电场增益来得大，所以运运用于MP2303外接邻开关适配器，然后再降压来整个的设备需求，并且该组件匹配电位为4.7v-28v，转换器电位0.8V-25v实际上可调，转换器电场连续转换器不较低于3A。

示意图 3-5 MP2303组件降压原理示意图

3.2 EEPROM存储二极管其设计

该二极管EEPROM存储组件转用AT24C04晶片，运用于各种电值的存储以及各种光度计的阈值的值据信，便于过载情况下对个人信息开展留存。

示意图3-6 EEPROM存储二极管

3.3 ESP8266WiFi二极管其设计

ESP866二极管其设计如示意图 2.2叮嘱同样，GPIO口外为标准化IO，实质上以上拉，且有两种管理制度工作模固定式:悬空GPIO0是管理制度工作模固定式，下拉GPIO0是App模固定式。并且在VCC和GND间运运用于钽线圈E1，这样能尽可能WiFi组件长小时确保来得好的耐用性。

示意图3-7 ESP8266WiFi二极管

3.4 开关转子二极管的其设计

ULN2003运用于转子遏制开关不仅比起简便了十分复杂的二极管，还能对MCU插座转换器的电场开展打印，增加了次子系统的带载技能。在运运用于该IC时候，很多人喜欢在转子感性增益两下端并联一个二极管，运用于续流或者短小时内放电，其实这个其实没前提，在IC实质上本身就是功能强大了续流二极管，在此假定了开下端得转子二极管，运用于转子开关二极管，如下叮嘱同样：

示意图3-8 ULN2003转子二极管

其里面能够同样得有两点：

首先：COM插座，即插座9必须通到到转子器开关的正极（而不是晶片开关的正极）。

第二：GND插座（即晶片的接邻地插座）必须与转子开关的负极形成等电位。

示意图 3-9 开关遏制二极管

3.5 浓度检标定二极管的其设计

浓度检标定二极管转用实质上AD转换，在二极管其设计上用100nf线圈对捕获的波形先开展滤波器处理过程，在P7下IP外外界一个等离次子固定式得NTC浓度光度计，等离次子捕获得模拟波形经过滤波器处理过程后，将波形孙子嵌入固定式，经过AD转换，将模拟波形转换位数字波形，通过液晶表明显露浓度。

示意图 3-10 浓度检标定二极管

3.6 电场谐波二极管其设计

如下示意图叮嘱同样：R15康铜制丝作为谐波电阻，在经过LM358线性打印二极管，然后R14，R17，R13，R18是对匹配的电场开展打印，R16，C12是对转换器做到RC滤波器，Rp18=Rp13，Rp14=R17。Vout=Rp18/Rp17*(Vin+-Vin-)。转换器电场孙子嵌入固定式PA5管脚，然后经过嵌入固定式实质上AD个人信息处理过程再通过OLED液晶表明显露电场个数。

示意图 3-11 电场捕获二极管

3.7 遥控器二极管其设计

为了受限制遥控器可调各个值，一共其设计了四个遥控器，分别接邻PA0，PB12，PB13，PB14这四个硬件外，遥控器1用来遏制OLED表明领域程卷首的连动，以远超可以可调浓度，充氧电导率等可用。遥控器3可以设浓度，补光灯气压，以及充氧电导率等值的降低。遥控器4是用来将值数值调小。遥控器2是确认键盘，每次修正后，遥控器SW2将存储于次子系统留存意味着的发生变化。

示意图 3-12 遥控器遏制二极管

3.8 求助二极管其设计

次子系统里面加入无源喇叭二极管，主要运用于次子系统显露现异常时开展求助，通常通通过BUZZER插座匹配方波波形，该二极管或多或少是转用NPN三极管作为开关开展转子，其沟道的意味着使三极管不胜负荷导通，使喇叭；也，而沟道较引脚则使三极管关闭，喇叭暂时中止；也。

示意图 3-13 遥控器遏制二极管

4次子系统软体其设计

在前三章里面的显卡二极管段落里面已经将便携固定式自然风光互补次子系统的显卡部份参阅再行，此时就开展下一步的软体共同开发参阅。工卷首标识符编程语言软体KEIL和C语言在次子系统的软体部份起到了实质性主导作用，远超软体编程语言已完成的目的。

4.1软体共同开发生态环境简介

本其设计里面换用柏林keil母公司热卖的专为arm核遏制器共同开发的一款编译器软体。插件功能强大了业内最落后的新科技，Keil5软体运运用于时候引人注意方便，它所占总的次子系统类HG为64位，兼容WIN7/WIN8/WIN10，而且App低速SWD模固定式是keil4的五倍，它的特点是功能强大共同开发生态环境，检修器和辅助设计生态环境。完美支持者Cortex-M，Cortex-R4、ARM7和ARM9续作电四路，并且有大量的项目可以让运运用于者短小时内熟悉强大的移动设备完均相同之处。

4.2 主工卷首其设计

为了受限制显露水质浓度、电场、用电量及其增益捕获的数据处理性，本工卷首转用反转打印的方固定式对NTC浓度光度计开展个人信息复制到。次子系统开始首先对各个组件新功能堆栈，堆栈已完成之后可以通过遥控器修正次子系统值（充氧电导率、显露水位阈值、限流个数、电灯反射率、净化电导率以及一键盘换显露水可用），当实际标定得海显露水较低于阈值时，开关的环冷却棒开始给海显露水冷却，反之亦然。当次子系统增益电场大于限流阈值时，喇叭求助，增益电器都暂时中止管理制度工作。次子系统值实体化已完成之后，遥控器退显露激活时留存值，并且有过载留存的真实感。次子系统WiFi通过无线将个人信息发送给平板电脑APP和终下端遏制里面心，发送再行后激活时清除缓存，之前本次反转。

示意图 4-11 主工卷首工卷首四路

4.4 次子系统次子工卷首其设计4.4.1 IIC通讯工卷首其设计

串言道通讯主要运运用于三条线四路来意味着：CS，SCLK和SDA。其里面，CS是可选晶片，SCLK是不间断计数器波形，SDA是发送个人信息波形。该的系统早先CS图片为意味着，SCLK为矩形激光波动，CS为较引脚时，SCLK也为较引脚，CS为意味着时，SCLK就时会转化成激光波形。同时STD就开始开展计数器元组的也就是说，经过几个周期性，RW开展个人信息的复制到，RS将个人信息发送给来得很低的电平开展个人信息的自由选择。最后开展筛选到第二填充区域，开展第二次的元组发生变化，转化成的系统波形，最后CS片选回复较引脚，激光波形暂时中止，STD暂时中止元组的位选。示意图4-1 是串言道通讯的系统示意图:

示意图4-2 串言道通讯的系统示意图

4.4.2AD捕获工卷首其设计

运运用于该STM32嵌入固定式捕获电位的时候大略可以分成两种，一个是DMA捕获，另外一种是定时捕获，本次次子系统对电位的捕获是用了DMA方固定式开展捕获的，捕获工卷首其设计如下，ADC谐波的话首先就是对ADC开展堆栈，确认ADC的通道的级别方固定式，捕获小时窗口外原先有利于转化为相应的小时和计数器，界定好三种电位、电场和浓度的转用结果，对每一个波形谐波8次，然后再将阈值通过STMFLASH存储到到晶片当里面，所以次子系统共捕获了3个个人信息。如果原先的ADC里面断发生，则次子系统时会进入里面断增值工卷首，然后对意味着的的设备的电位电场捕获开展个人信息的传输和处理过程。

示意图4-3 电位捕获工卷首示意图

4.4.3 WiFi通讯工卷首其设计

本其设计里面ESP8266WiFi串口外通讯备忘录是机敏容模拟器标准四路中备忘录（4.2.0），的设备的通讯个人信息为9600波特率，8位个人信息位，无校验，1位暂时中止位，传输元组卷首转用大下端编码，通讯交互形固定式是转用一问一答，交叉命令能够由接邻收方假定ACK应答确认个人信息，超时小时200ms，超时后原先发送。WiFi内建上电后，能够向MCU查看的设备个人信息，获取个人信息成功后，WiFi内建才能正常管理制度工作，前提通讯备忘录工卷首示意图如下叮嘱同样。

示意图4-4 WiFi

AIoT的设备自助共同开发模拟器：

机敏容AIoT自助共同开发模拟器，提供从产品界定、共同开发检修、领域共同开发、产标定、容下端共同开发、运营管理制度、个人信息增值等覆盖IoT的设备四路中到运营管理制度均生命周期性增值的共同开发技能。通过傻瓜化的自助来进言道、完善的SDK与开放的API，有利于增很低IoT的设备共同开发的新科技门槛，已增值320000+共同开发者。

5 次子系统检修分析5.1 软体检修

软体工卷首的共同开发生态环境是KEIL5，迁建工程的选对嵌入固定式的HG号，不断地给次子系统，尽可能次子系统四路中的比起稳定，意淫嵌入固定式换用的是C8T6的HG号，所以在Target有利于自由选择栏里一定要记得修正晶振的个数，这样才能尽可能小时的精确度。

示意图5-1 嵌入固定式HG号自由选择

反复通过断点检修和单步检修的方固定式对标识符开展检查以及修正后，就可以编译标识符查看工卷首检修的结果，在编程语言后见到了“0 error”的提醒，如果见到这个提醒结果就说明工卷首已经是应该的了。如示意图5.2叮嘱同样。

示意图5-2 工卷首编译通过

工卷首编译再行后接邻下来就是将嵌入固定式的工卷首通过串口外淋录软体淋写进去，第一步就是打开Fly-Mcu，实体化BOOT0和BOOT1都为较引脚，然后将串口外软体实体化为DTR较引脚复位，RTS意味着进Bootloader，

示意图5-3 工卷首淋写其设计

5.2 显卡检修

对于本次子系统的制作公司，首先转用的是显卡的钢板，然后是标识符的执笔，最后是四路中显露土文物，因此对软体和显卡这两部份分别的检修是最后修正显露土文物的基础。

次子系统显卡的可调和标定试主要时针对次子系统的二极管和工卷首方固定式从的，在其设计二极管时可转用AD软体根据各元电四路的管脚特性及次子系统新功能先素描好二极管，然后再根据二极管开展显露土文物钢板，如果有耐心的话可以边钢板边运运用于万用板标定试，可以大大增很低显卡钢板的错误率。一般的显卡检修可以遵循表列显露几个迭代，得不到事半功倍的真实感：

（1）第一步：利用二极管示意图素描软体（本其设计运运用于的软体为Altium Designer，作为PROTEL母公司热卖的一款智能化HG较很低的专业绘示意图软体）素描次子系统均面性二极管示意图，如下示意图叮嘱同样，然后仔细检查软体里的元电四路及二极管通到方向发展是否应该；

（2）第二步：对照检查好的原理示意图素描PCB示意图，确保PCB示意图的应该性、与原理示意图素描二极管的一致性；

（3）第三步：查找元电四路参考资料，对照显露土文物新功能及每个元电四路的插座，同时检查原理示意图及PCB示意图；

（4）其设计规范，同样开关线的线宽和元件间的安均间距，设+12V开关线宽为2mm，+5V线宽1.5mm，+3.3V线宽1.2mm，其余波形线0.2mm。

（5）根据EMC其设计规范摆在元电四路布局，先连开关线，再连波形线，最后再对GND开展敷铜制处理过程，波形硬件外再滴泪处理过程，PCB电四路如下叮嘱同样。

（6）第四步：安装已完成显露土文物后，可以借助万用表等来进言道标定试均匀分布二极管和均面性二极管，预防显露现短四路现象，及时纠正元电四路二极管错误及均面性二极管里面的错误。

示意图5-4 PCB布局及陈唐山其设计

示意图5-5 PCB敷铜制其设计

示意图5-6 PCB3D模HG

5.3 显露土文物标定试

（1）通过开关次子系统给的设备电网，面板表明意味着小时，意味着显露水簇箱显露水质浓度，生态环境太阳辐射的浓度，以及意味着的设备的电网电场、的设备增益以及能源消耗度，如下示意图叮嘱同样。

示意图5-7 电网表明视示意图

（2）显露水簇箱海显露水光度计NTC检标定与阈值表明。

示意图5-8 海显露水阈值检修

（3）充氧气电导率检修。

示意图5-9 充氧气电导率设

（4）显露鱼缸内电灯烟火检修。

示意图5-10 LED电灯反射率设

（5）限流保护其设计，当的设备多达5A时，次子系统紧急暂时中止管理制度工作。

示意图5-11 次子系统保护电场设

（6）显露消防车遏制进显露显露水，可以意味着APP远程操控和一键盘轻松换显露水。

示意图5-12 直流显露消防车的设备

（7）表列显露是机敏容公版平板电脑APP表明领域程卷首。

示意图5-13 远程APP登录和可用领域程卷首

（8）表列显露是机敏容个人计算机模拟器的终下端增值器个人信息历史背景查看领域程卷首。

示意图5-14 PC下端历史背景个人信息个人信息查看

（9）表列显露是小说的均面性显露土文物示意图。

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