基于Cortex-M3的無線環(huán)境監(jiān)控前置端分析與設(shè)計(jì)的開題報(bào)告

基于Cortex-M3的無線環(huán)境監(jiān)控前置端分析與設(shè)計(jì)的開題報(bào)告一、選題背景近年來，人們越來越重視環(huán)境監(jiān)控的重要性，環(huán)境監(jiān)控可以為我們提供越來越多有用的信息和數(shù)據(jù)，例如：房間溫度、濕度，氣體濃度等等。以往環(huán)境監(jiān)控需要單獨(dú)購買有線傳感器或儀器來進(jìn)行監(jiān)控，費(fèi)用較高且不便攜。隨著無線技術(shù)的發(fā)展，無線環(huán)境監(jiān)控前置端在近幾年得到了迅速的發(fā)展，無線環(huán)境監(jiān)控前置端具有無線傳輸、便攜、易安裝等多種優(yōu)勢，被越來越廣泛地應(yīng)用于智能家居、商業(yè)機(jī)房、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。因此，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一款基于Cortex-M3的無線環(huán)境監(jiān)控前置端是有意義的。二、選題目的本次設(shè)計(jì)的選題目的是為了研究和實(shí)現(xiàn)一款基于Cortex-M3的無線環(huán)境監(jiān)控前置端，具有傳感器數(shù)據(jù)采集、處理、存儲和無線傳輸?shù)墓δ?，該產(chǎn)品可以方便地?cái)y帶到需要監(jiān)控的場所進(jìn)行使用，無需布設(shè)無線電纜和網(wǎng)線，開機(jī)后即可實(shí)現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)的無線傳輸和監(jiān)控。三、設(shè)計(jì)思路1、傳感器選型環(huán)境監(jiān)控的傳感器種類較多，包括溫濕度傳感器、氣體濃度傳感器、光照傳感器等等。在本設(shè)計(jì)中，將選用適合于室內(nèi)溫濕度監(jiān)測的DHT11傳感器和MQ-2氣體傳感器。2、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)采用Cortex-M3作為主控芯片，使用ESP8266無線模塊和傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和傳輸，采用外接存儲芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和傳輸。3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)主要包括嵌入式操作系統(tǒng)的移植、驅(qū)動(dòng)編寫、數(shù)據(jù)處理、無線傳輸和網(wǎng)絡(luò)通信。在操作系統(tǒng)移植中，將使用FreeRTOS操作系統(tǒng)，使用ESP8266作為WiFi模塊實(shí)現(xiàn)無線傳輸，編寫相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序?qū)鞲衅鬟M(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過處理將數(shù)據(jù)存儲到外接存儲芯片中，在與服務(wù)器建立連接后將數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至服務(wù)器并進(jìn)行處理并反饋。四、研究內(nèi)容本設(shè)計(jì)主要研究Cortex-M3的硬件和軟件設(shè)計(jì)，包括芯片選型、周邊器件設(shè)計(jì)和接口協(xié)議的實(shí)現(xiàn)與測試。具體研究內(nèi)容如下：1、Cortex-M3芯片的硬件選型及其周邊電路設(shè)計(jì)2、無線模塊ESP8266的驅(qū)動(dòng)程序的編寫3、外接存儲芯片的驅(qū)動(dòng)程序的編寫和實(shí)現(xiàn)4、傳感器數(shù)據(jù)采集和處理程序的設(shè)計(jì)5、FreeRTOS操作系統(tǒng)移植和相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序的編寫6、WiFi網(wǎng)絡(luò)連接和TCP/IP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)7、整個(gè)前置端系統(tǒng)的軟硬件集成測試五、預(yù)期成果本設(shè)計(jì)希望能夠?qū)崿F(xiàn)以下預(yù)期成果：1、實(shí)現(xiàn)基于Cortex-M3的無線環(huán)境監(jiān)控前置端2、實(shí)現(xiàn)DHT11、MQ-2等傳感器的數(shù)據(jù)采集和處理3、實(shí)現(xiàn)外接存儲芯片的數(shù)據(jù)存儲和傳輸4、實(shí)現(xiàn)無線傳輸，可以無線傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)到服務(wù)器5、實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器連接、TCP/IP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)6、開發(fā)出適用于前置端的應(yīng)用程序七、研究難點(diǎn)1、如何對DHT11和MQ-2等復(fù)雜的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理2、如何實(shí)現(xiàn)芯片選型和周邊電路設(shè)計(jì)3、如何實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的移植和整合硬件設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)程序八、工作計(jì)劃本文設(shè)計(jì)計(jì)劃時(shí)間為三個(gè)月，具體分配如下：一個(gè)月：1、選題、開題報(bào)告的完成2、實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)計(jì)與選型3、ESP8266驅(qū)動(dòng)程序的編寫4、FreeRTOS操作系統(tǒng)的移植5、網(wǎng)絡(luò)連接和TCP/IP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)兩個(gè)月：1、傳感器數(shù)據(jù)采集和處理程序的設(shè)計(jì)2、外接存儲芯片的驅(qū)動(dòng)程序的編寫和實(shí)現(xiàn)3、WiFi無線傳輸程序的編寫4、整個(gè)系統(tǒng)集成和測試1個(gè)月：1、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫和發(fā)布2、整理代碼、開發(fā)文檔和用戶手冊等3、提高總結(jié)和答辯的準(zhǔn)備九、參考文獻(xiàn)無線環(huán)境監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)及其應(yīng)用研究近年九大環(huán)境監(jiān)測傳感器的一些分類方法探析PuxinLi,XinqiMa,LijieFu,QiufengSongandWeiliangHuang.Anintelligentwirelessenvironmentmonitoringsystembasedonfault-toler