【RT-Thread作品秀】車載環(huán)境參數(shù)采集終端

概述

車載環(huán)境參數(shù)采集終端基于STM32H750 系列芯片（RT-ART-PI開發(fā)板）開發(fā)，支持采集多種環(huán)境參數(shù)，包括車內(nèi)溫度，濕度，氣壓，噪音，有毒有害氣體，車輛震動沖擊加速度等。本地通過串口與 PC 端通訊，上位機(jī)實(shí)時顯示并存儲數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)適用于記錄車輛的行駛車況及車內(nèi)的環(huán)境參數(shù)等。

開發(fā)環(huán)境

硬件:STM32H750-RT-ART-Pi開發(fā)板

擴(kuò)展板：博士BME280溫濕度氣壓三合一傳感器擴(kuò)展板、ADI ADXL375擴(kuò)展板、精訊暢通CO、NH3有害氣體模組、噪聲板卡等。

RT-Thread版本：RT-Thread V 4.0.2

開發(fā)工具及版本：RT-Thread-Studio

RT-Thread使用情況概述

內(nèi)核部分：調(diào)度器，信號量，線程，中斷，設(shè)備。

調(diào)度器：創(chuàng)建多個線程來實(shí)現(xiàn)不同的工作。

信號量：用來同步線程和資源分配。

SPI框架：使用 SPI 框架來驅(qū)動ADXL375。

I2C框架：使用 I2C 框架來驅(qū)動BME280。

串口驅(qū)動框架：使用串口框架來采集CO濃度，NH3濃度和噪音分貝。

設(shè)備：使用了SPI總線，SPI設(shè)備，uart，I2C總線等。

硬件框架

軟件框架

MCU 上電之后初始化外設(shè)接口和傳感器工作參數(shù)配置，之后會持續(xù)獲取傳感器采樣值并通過串口以50Hz的速率發(fā)送數(shù)據(jù)到上位機(jī)。

軟件模塊說明

設(shè)備：

UART:  uart1、uart4

SPI：SPI2總線，SPI20設(shè)備（ADXL375）

I2C:  I2C4

PIN：GPIOI8、GPIOC15、GPIOD13、GPIOH4

線程：

1、LED_Blink：  LED閃爍線程，用來指示當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，輸出數(shù)據(jù)時藍(lán)燈閃爍，否則紅燈閃爍。

2、Print_Task：  通過串口4將采集到的數(shù)據(jù)以50Hz頻率、字符形式上傳至PC端。

3、Noise_Task：  通過串口1以5Hz的速率讀取噪音分貝。

4、NH3_Task：  通過串口1以2Hz的速率讀取NH3氣體濃度。

5、CO_Task：  通過串口1以2Hz的速率讀取CO氣體濃度。

6、BMP280_Task：  通過I2C4讀取讀取溫度、濕度、氣壓等原始數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為實(shí)際數(shù)值。

7、ADXL375_Task：  通過SPI2總線讀取加速度數(shù)值，加速度采樣頻率為3200Hz，并記錄20ms內(nèi)絕對最大值。

8、button_Task:    讀取GPIOH4電平，低電平輸出數(shù)據(jù)，高電平停止輸出。

信號量：

1、water_mark_sem：  ADXL375水印中斷，通過GPIOD13中斷輸入，用來同步ADXL375_Task 線程及時從器件FIFO中讀取樣本。

2、serial1_sem： 用來指示串口1可用狀況，線程CO_Task、NH3_Task、Noise_Task會先獲取此信號量，只有獲取到之后才能使用串口1，并在使用完之后釋放此信號量。此信號量用來避免串口訪問沖突。

3、serial1_tx_sem:  串口1通過中斷模式發(fā)送數(shù)據(jù)，此信號指示數(shù)據(jù)發(fā)送完成。

4、serial1_rx_sem： 串口1通過中斷模式接收數(shù)據(jù)，此信號指示數(shù)據(jù)接收完成。

演示效果

比賽感悟

非常感謝主辦方提供的這次契機(jī)，讓我有幸一窺當(dāng)下MCU發(fā)展的主流趨勢。通過學(xué)習(xí)RT-Thread，我學(xué)到了很多很多以前從未接觸到的概念，編程思想等等，讓我對MCU編程有了全新的認(rèn)識。尤其是其  對象  的概念，讓我對嵌入式編程有了全新的理解。在此之前我還在裸機(jī)，寄存器，外設(shè)，驅(qū)動包等等之間徘徊，深陷其中不能自拔。偶然有幸接觸到RT-Thread，讓我醍醐灌頂。原來還有這樣騷操作。

遙想大學(xué)還在玩51，畢業(yè)之后種種原因并未從事單片機(jī)嵌入式方向的工作。轉(zhuǎn)眼間五六年過去，去年重拾MCU，又誤入AVR mage64系列(手動狗頭)。當(dāng)真正開始學(xué)習(xí)STM32系列單片機(jī)系列之后，和寄存器大眼瞪小眼，外設(shè)五花八門，標(biāo)準(zhǔn)庫，HAL庫等等資料多到眼花繚亂，各種參考資料久久不得啃下，自學(xué)之路崎嶇又坎坷。此次大賽有幸初次相識RT-thread，一見方恨晚。

時代的發(fā)展，MCU的性能也越來越強(qiáng)，萬物互聯(lián)的需求也愈加強(qiáng)烈，使用RTOS來實(shí)現(xiàn)物與網(wǎng)的鏈接，是時代發(fā)展的潮流。接下來的嵌入式開發(fā)里緊繞RT-Thread這顆大樹，汲取難得的養(yǎng)料。

最后感謝主辦方提供了這么好的一個平臺，不僅能展示自我，也能學(xué)到很多知識，還要感謝論壇上那些解決我問題以及制作軟件包的大佬，希望有朝一日我也能給開源社區(qū)貢獻(xiàn)一份自己力量。