家庭移动环境监测和能耗监测, 433M无线数据传送乐联

gpwang2000

    乐联的家庭能耗活动搞得如火如荼, 利用手里现成的模块搭了一套系统，在群里得到廋网虫、小叶子、老顽童等的帮助。

    移动端包括BMP085 + DSM501A + LCD5110 + 电量模块 + ArduinoNano + 433M发射，无线网关包括433M超再生接收 + ArduinoUno + ENC28J60，无线数据传输以最常见价格最低廉的433M收发模块为基础，利用VirtualWire库实现了无线数据的单向传送，一次最大可传80个字节，另外为了方便系统串口调试, 与电量模块的通信使用了软件串口。

无线网关部分程序, 主要完成数据接收并上传到乐为物联

1. #include <VirtualWire.h>
   
2. #include <EtherCard.h>
   
3. 
   
4. #define INTEGER(x) (long) x
   
5. #define DECIMAL(x) (long)(abs(x)*100L+0.5) % 100
   
6. 
   
7. #define DATA_COUNT 9
   
8. 
   
9. // ethernet interface mac address
   
10. static byte mymac[] = { 0x74,0x69,0x69,0x2D,0x30,0x31 };
    
11. uint8_t Ethernet::buffer[700];
    
12. 
    
13. // lewei50
    
14. //char lwSite[] PROGMEM = "192.168.1.148";
    
15. char lwSite[] PROGMEM = "www.lewei50.com";
    
16. char lwUrl[] PROGMEM = "/api/V1/gateway/UpdateSensors/01";
    
17. char lwKey[] PROGMEM = "userkey: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx";
    
18. char *lwSensor[DATA_COUNT]={"T", "P", "PM10", "PM25", "V", "KWH", "W", "A", "PF"};
    
19. 
    
20. union DATA{
    
21.   float value[DATA_COUNT];
    
22.   struct{
    
23.     float Temperature;  //温度
    
24.     float Pressure;         //气压
    
25.     float Pm10;             //1um粒子
    
26.     float Pm25;             //2.5um粒子
    
27.     float Voltage;           //电压
    
28.     float Kwh;                //电量
    
29.     float Watt;               //功率
    
30.     float Amp;               //电流
    
31.     float Pf;                   //功率因素
    
32.   }item;
    
33. }data;
    
34. 
    
35. uint8_t lwSend = 0;
    
36. uint8_t lwCount = 0;
    
37. uint32_t sendTime;
    
38. 
    
39. // called when the client request is complete
    
40. static void my_result_cb (byte status, word off, word len) {
    
41.   Serial.print("<<< reply ");
    
42.   Serial.print(millis() - sendTime);
    
43.   Serial.println(" ms");
    
44.   Serial.println((const char*) Ethernet::buffer + off);
    
45. }
    
46. 
    
47. void setup() {
    
48.   Serial.begin(9600);
    
49. 
    
50.   // 初始化接收模块,速率为1200bps
    
51.   vw_setup(1200);         
    
52.   vw_rx_start();     
    
53. 
    
54.   //初始化以太网卡
    
55.   Serial.println("ethercard");
    
56.   while(ether.begin(sizeof Ethernet::buffer, mymac, 10) == 0) {
    
57.     Serial.println( "Failed");
    
58.     delay(2000);
    
59.   }
    
60.   
    
61.   //初始化IP地址
    
62.   Serial.println("dhcp");
    
63.   while (!ether.dhcpSetup()) {
    
64.     Serial.println("failed");
    
65.     delay(2000);
    
66.   }  
    
67.   ether.printIp("My IP: ", ether.myip);
    
68.   ether.printIp("GW IP: ", ether.gwip);
    
69.   ether.printIp("DNS IP: ", ether.dnsip);
    
70. 
    
71.   //网址预处理
    
72.   ether.dnsLookup(lwSite);
    
73. }
    
74. 
    
75. void loop() {
    
76. 
    
77.   uint8_t buf[VW_MAX_MESSAGE_LEN];
    
78.   uint8_t buflen = VW_MAX_MESSAGE_LEN;
    
79.   char str[50];
    
80. 
    
81.   ether.packetLoop(ether.packetReceive());
    
82. 
    
83.   //无线数据接收
    
84.   if (vw_get_message(buf, &buflen)) {
    
85.     if (buflen != sizeof(data)){
    
86.           Serial.println("recv error");
    
87.           return;
    
88.     }
    
89.    
    
90.     //处理收到的数据
    
91.     float *p = (float *)buf;
    
92.     for (int i=0; i<DATA_COUNT; i++){
    
93.            //记录传输间隔内的最大值
    
94.        if (p[i] > data.value[i]) data.value[i] = p[i];
    
95.     }
    
96.         lwSend = 1;
    
97.   }
    
98. 
    
99.   //数据分批发送至乐联网,每个数据约5分钟传一次
    
100.   if (lwSend == 1){
     
101.     sprintf(str,"[{"Name":"%s","Value":"%ld.%ld"}]", lwSensor[lwCount], INTEGER(data.value[lwCount]),DECIMAL((data.value[lwCount])));
     
102.     Serial.println(str);
     
103.     ether.dnsLookup(lwSite);
     
104.     ether.printIp("Server: ", ether.hisip);
     
105.     sendTime = millis();
     
106.     ether.httpPost (lwUrl, lwSite, lwKey, str, my_result_cb);
     
107.     data.value[lwCount] = 0;   
     
108.     if (++lwCount >= DATA_COUNT) lwCount = 0;
     
109.     lwSend = 0;
     
110.   }
     
111. }

复制代码

移动采集部分程序, 主要收集各个模块的数据从433M一并发送,约30秒发送一次

1. #include <Wire.h>
   
2. #include <ModbusMaster.h>
   
3. #include <Adafruit_BMP085.h>
   
4. #include <SoftwareSerial.h>
   
5. #include <VirtualWire.h>
   
6. #include <lcd5110.h>
   
7. #include <dsm501a.h>
   
8. #include <AcMeter.h>
   
9. 
   
10. #define INTEGER(x) (long) x
    
11. #define DECIMAL(x) (long)(abs(x)*100L+0.5) % 100
    
12. 
    
13. #define DATA_COUNT 9
    
14. 
    
15. Adafruit_BMP085 bmp;
    
16. DSM501A dsm(A2, A3);
    
17. ACMETER meter;
    
18. 
    
19. union{
    
20.   float value[DATA_COUNT];
    
21.   struct{
    
22.     float Temperature;  //温度
    
23.     float Pressure;         //气压
    
24.     float Pm10;             //1um粒子
    
25.     float Pm25;             //2.5um粒子
    
26.     float Voltage;           //电压
    
27.     float Kwh;                //电量
    
28.     float Watt;               //功率
    
29.     float Amp;               //电流
    
30.     float Pf;                   //功率因素
    
31.   }item;
    
32. }data;
    
33. 
    
34. void setup()
    
35. {
    
36.   //初始化串口
    
37.   Serial.begin(9600);
    
38.   
    
39.   // 初始化发送模块,速率为1200bps
    
40.   Serial.println("vm");
    
41.   vw_setup(1200);         
    
42. 
    
43.   // 初始化5110液晶模块
    
44.   Serial.println("lcd5110");
    
45.   LCD_init();        
    
46. 
    
47.   //初始化bmp085模块
    
48.   Serial.println("bmp085");
    
49.   while(!bmp.begin()){
    
50.     Serial.println("Fialed!");
    
51.     delay(2000);
    
52.   }
    
53. 
    
54.   // 启动粉尘检测
    
55.   Serial.println("dsm start");
    
56.   dsm.begin();      
    
57. }
    
58. 
    
59. void loop()
    
60. {
    
61.   uint8_t i, result;
    
62. 
    
63.   //dsm.loop == 1, 处于粉尘采样阶段
    
64.   if (dsm.loop() == 1) return;
    
65.   //提取粉尘数据
    
66.   data.item.Pm10 = dsm.pm10;
    
67.   data.item.Pm25 = dsm.pm25;
    
68. 
    
69.   //提取bmp085温度和气压数据
    
70.   data.item.Temperature = bmp.readTemperature();
    
71.   data.item.Pressure = bmp.readPressure();
    
72. 
    
73.   //提取电量信息
    
74.   if (meter.read() == 0){
    
75.     data.item.Voltage = meter.Voltage;
    
76.     data.item.Amp = meter.Amp;
    
77.     data.item.Watt = meter.Watt;
    
78.     data.item.Pf = meter.Pf;
    
79.     data.item.Kwh = meter.Kwh;
    
80.   }
    
81. 
    
82.   //LCD显示数据
    
83.   char str[30];
    
84.   LCD_clear();//清屏
    
85.   sprintf(str, "TIME: %ld", millis());
    
86.   LCD_write_english_string(0,0,str);
    
87.   sprintf(str, "PM10: %ld.%ld", INTEGER(data.item.Pm10), DECIMAL(data.item.Pm10));
    
88.   LCD_write_english_string(0,1,str);
    
89.   sprintf(str, "PM25: %ld.%ld", INTEGER(data.item.Pm25), DECIMAL(data.item.Pm25));
    
90.   LCD_write_english_string(0,2,str);
    
91.   sprintf(str, "TEMP: %ld.%ld", INTEGER(data.item.Temperature), DECIMAL(data.item.Temperature));
    
92.   LCD_write_english_string(0,3,str);
    
93.   sprintf(str, "PRES: %ld", INTEGER(data.item.Pressure));
    
94.   LCD_write_english_string(0,4,str);
    
95.   sprintf(str, "VOLT: %ld", INTEGER(data.item.Voltage), DECIMAL(data.item.Voltage));
    
96.   LCD_write_english_string(0,5,str);
    
97. 
    
98.   //数据发送至无线网关
    
99.   vw_send((uint8_t *)&data, sizeof(data));
    
100.   vw_wait_tx(); // Wait until the whole message is gone
     
101.   
     
102.   //再次启动粉尘检测
     
103.   Serial.println("dsm start");
     
104.   dsm.begin();
     
105. }
     

复制代码

硬件连接情况


以下是一些参考库
乐联电量：http://www.lewei50.com/event/detail/1
BMP085：https://github.com/adafruit/Adafruit-BMP085-Library
虚拟串口：http://www.arduino.cc/en/Reference/SoftwareSerial
MODBUS：http://playground.arduino.cc/Code/ModbusMaster
ViturlWire：http://www.geeetech.com/wiki/index.php/433Mhz_RF_link_kit
28J60：https://github.com/jcw/ethercard
LCD5110：http://www.geek-workshop.com/thread-713-2-1.html
DSM501A：http://www.geek-workshop.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1747

gpwang2000

自己坐沙发,继续发图,

移动端照片, 用了个酸奶盒安装所有模块
正面

背面

屏幕显示


无线网关照片, 目前还未装箱

问题不大

学习了啊，楼主很强大啊

kwleung

好勁呀, DIY,

flashria

dsm501的库 可以发我吗 我一直没找到

guangliang825

楼主 数据怎么从union里取出来呐？这段看不明白！

philhoo

几天没玩arduino，好东西很多啊！

topdog

连线表格做得很清楚。

PPeach

程序学习了，谢谢

sdzyff

用什么供电的呢，电池可以用多久？