基于FreeRTOS系统的智慧厕所固件系统实现方法与流程

基于freertos系统的智慧厕所固件系统实现方法
技术领域
1.本发明涉及一种基于freertos系统的智慧厕所固件系统实现方法，属于空气质量监测、物联网通讯、实时操作系统开发等领域。


背景技术：

2.freertos是一个迷你的实时操作系统内核。作为一个轻量级的操作系统，功能包括：任务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理、记录功能、软件定时器、协程等，可基本满足较小系统的需要。
3.厕所问题非小事，小厕所关系大民生。为全面提升公厕管理水平，建立管理长效机制，实现现代化，信息化，自动化，智能化的“智慧厕所”。响应号召全面建设现代新都市、打造“智慧城市”的智能化公厕为当前亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明目的是提供了一种基于freertos系统的智慧厕所固件系统实现方法，能够实现智能厕所的优化管理和控制。
5.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种基于freertos系统的智慧厕所固件系统实现方法，包括以下步骤：s1.系统初始化：包括串口、按键、中断注册、延时设备的初始化；s2.传感器数据采集：数据采集设备、气体传感器与单片机的对应gpio口正确连接后，按照相应的通信协议，进行数据收发采集，并按照与云端规定，拼接指定格式的json串，供云端解析；s3.使用wifi模块，与stm32的单片机uart4连接进行连接，并且开启串口的接收中断，通过at指令来实现无线网络的连接；s4.mqtt协议移植：利用mqtt协议进行mqtt主题的订阅和发布，可循环将步骤s2中拼接好的json串发布到mqtt服务器；s5.freertos系统移植：创建各自线程，并使用消息队列，进行进程间通信。
6.所述基于freertos系统的智慧厕所固件系统实现方法优选方案，wifi模块采用esp8266wifi模块，步骤s3具体通路创建过程:1）查询esp8266连接状态；2）esp8266连接wifi；3）esp8266连接tcp；4）esp8266向服务器发送数据；5）esp8266配网。
7.所述基于freertos系统的智慧厕所固件系统实现方法优选方案，无线网络的连接主要步骤包括：1）设置工作模式1：station模式at cwmode=1；2）wifi模块重启at rst；3）连接wifi网络"at cwjap=\"xxx\",\"xxx\"，其中xxx分别为开发环境无线网络用户名和密码；4)单连接模式"at cipmux=0"，此时即可正确连接至无线网络。
8.所述基于freertos系统的智慧厕所固件系统实现方法优选方案，步骤s4准备移植具体过程如下:1)打开mqtt主页http://mqtt.org/，选择c语言下面的“eclipse paho embedded c”进行mqtt开源安装包的下载；2)下载后将mqttpacket下面的src文件都加入到自己的mdk工程中；3）将mqttpacket\samples目录下的transport.c和pub0sub1.c添加到mdk工程中mqtt目录下，进行工程的编译即可。
9.所述基于freertos系统的智慧厕所固件系统实现方法优选方案，其还包括创建解析esp8266串口返回数据线程vanalysisuartdata、主处理线程vesp8266_main_task、mqtt处理线程 vmqtt_handler_task、mqtt接收线程、mqtt发送线程。
10.本发明的优点在于： 利用stm32嵌入式单片机，将感知层的传感器设备，按照各自通信协议，进行数据采集，然后利用esp8266wifi模块，实现无线数据传输，最后利用freertos实时操作系统，开启多个线程，并利用消息队列进行线程间通信，最后将采集到的数据通过mqtt协议的发送线程，将传感器参数传输到平台端，云端平台对大数据进行存储和分析，进行智能厕所的优化管理和控制。
附图说明
11.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
12.图1为本发明实施例的系统示意图。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.一种基于freertos系统的智慧厕所固件系统实现方法，包括以下步骤：s1. 系统初始化：使用嵌入式stm32单片机进行初始化，包括串口、按键、中断注册、延时设备的初始化；s2.传感器数据采集：数据采集设备、气体传感器与单片机的对应gpio口正确连接后，按照相应的通信协议，进行数据收发采集，并按照与云端规定，拼接指定格式的json串，供云端解析，气体传感器包括氨气、硫化氢、甲醛和烟雾传感器；s3.使用wifi模块，与stm32的单片机uart4连接进行连接，并且开启串口的接收中断，通过at指令来实现无线网络的连接；s4.mqtt协议移植：利用mqtt协议进行mqtt主题的订阅和发布，可循环将步骤s2中拼接好的json串发布到mqtt服务器；s5.freertos系统移植：创建各自线程，并使用消息队列，进行进程间通信，创建各自线程：包括创建解析esp8266串口返回数据线程vanalysisuartdata、主处理线程vesp8266_main_task、mqtt处理线程 vmqtt_handler_task、mqtt接收线程、mqtt发送线程。
15.本实施例中，wifi模块采用esp8266wifi模块，步骤s3具体通路创建过程:1）查询esp8266连接状态；2）esp8266连接wifi；3）esp8266连接tcp；4）esp8266向服务器发送数据；5）esp8266配网。
16.本实施例中，无线网络的连接主要步骤包括：1）设置工作模式1：station模式at cwmode=1；2）wifi模块重启at rst；3）连接wifi网络"at cwjap=\"xxx\",\"xxx\"，其中xxx分别为开发环境无线网络用户名和密码；4)单连接模式"at cipmux=0"，此时即可正确连接至无线网络。
17.本实施例中，步骤s4准备移植具体过程如下:1)打开mqtt主页http://mqtt.org/，选择c语言下面的“eclipsepahoembeddedc”进行mqtt开源安装包的下载；2)下载后将mqttpacket下面的src文件都加入到自己的mdk工程中；3）将mqttpacket\samples目录下的transport.c和pub0sub1.c添加到mdk工程中mqtt目录下，进行工程的编译即可。
18.本发明适用于环境监测、智能化公厕、办公场所、装修新居等所有的需要环境及空气质量安全监测场所。
19.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。