基于RTL8710AF 的“新型水簇馆监测系统”

 一、Realtek RTL8710AF
1、简介
RTL8710AF是一款专用于IOT的低功耗wifi芯片,该芯片支持标准的IEEE802.11 b/g/n 协议,支持TCP/IP 协议栈,用户可以使用该芯片为现有的设备添加联网功能,也可以构建独立的网络控制器。该芯片具有极高的性价比和实用性,为WiFi功能嵌入其他系统提供无限可能。更可以提供完整的解决方案:芯片+云+APP。轻松实现wifi 无线模块的设计方案,其模块产品的主要特性:
Ø 支持802.11 b/g/n
Ø 支持1秒快速启动
Ø 支持接入点(AP)/终端(STA) 等各种模式
Ø 支持目前所有WIFI加密协议,适用于所有的路由器,支持Iphone,Android手机连接
Ø 支持UART /GPIO等接口
Ø 支持PCB天线或外置天线IPEX接口(即将支持)
Ø 支持命令行配置接口,可兼容支持AT指令
Ø 支持TCP/UDP/DNS/HTTP
Ø 支持多种参数配置接口,包括串口配置/web配置/网络配置
Ø 支持SmartConfig/Airkiss快速联网功能
Ø 支持App Server应用服务器功能,用户可以远程通过手机控制家里的设备
Ø 提供SDK开发包,提供Demo apk软件,可支持二次开发
Ø 可通过FCC/CE标准认证
Ø 支持供插针或邮票孔封装

2、适用范围:
Ø 智能家居,小家电,智能家电,灯光照明,
Ø 可穿戴产品,手持设备,健康医疗设备
Ø 玩具,汽车电子,各类工业控制产品

二、RTL8710AF/RTL8711AF 区别
随着系统的日趋复杂化,对无线嵌入式芯片的资源需求随之增加,基于RTL8710AF的升级版为RTL8711AF,其之间的主要区别见以下表格:

区别


三、项目概述

1、概念

这个项目是一个动态的自动调节温度、光和二氧化碳的水族馆监测系统,它使用一些传感器测量和跟踪分析水族馆的各种状态,然后调节系统根据指定参数使用各种执行机构,来确保最佳的植物生长以及维持鱼的健康。

2、动机

即时观赏鱼的动态是一个有趣的爱好,但是淡水水族馆植物茂盛,无法即时观察有或没有鱼, 在促进植物健康生长的同时,保持鱼在一个安全的环境中,面对如此复杂的困难环境以往无法保持所需的技术。 目前的方法,采用测量CO2是特别费劲的过程,涉及测量与化学测试并且通过手工定期监测维护。我们的系统降低了对那些感兴趣且渴望拥有水族馆的人们准入的技术壁垒。 使用我们的系统,用户需要较少技术知识进行水族馆保养并通过自动化根据每一步给定的参数,使得人们从以前很费劲的过程中解放他们的娱乐时间。

3、竞争

1)Seneye设备

Seneye用于监测水族馆水质pH值的变化, 漏水,加热器、照明问题等问题。 它可以让用户通过客户端接口查看数据,但与我们的产品不同之处在于,它只监视水族馆而不是自动的反映各项变化。
https://www.seneye.com/

2)Moai设备

Moai是一个水族馆内的移动设备,用于保持玻璃清洁以及让用户通过相机观看水族馆。 这个设备增添了一种自动化水族馆的基本功能,但它没有显示器或选择我们感兴趣的功能。
https://www.moaidevices.com/

3)计时器系统

水族馆有各种定时器系统允许控制照明,热,CO2。 这与我们的产品不同之处在于,它是一种近似方法,而我们的产品监控这些值基于测量和控制它们,而不是一个计时器。

4、应用场景

我们的系统用来简化管理水族馆里的光,热,和CO2浓度。 它不仅是为了让那些爱好者更容易管理,而且是一个有价值的自动化工具,减少水族馆单调乏味的活动。

四、需求
1、功能需求
网站/服务器
> 设置通信参数和网站之间的固件使用AWS物联网。
> 收集和存储传感器数据从设备到云数据库。
> 提供一个方便的图形界面查看传感器数据。
> 确保水族馆的值属性是在鱼的安全范围内。

固件/传感器
>测量水中CO2的浓度精度 ±5 ppm。

>测量水的温度精度 3°F。
>在水族馆里使用致动器修改光、温度和CO2。

2、非功能性需求
> 可购性:系统的总费用不得超过消费者的预算。
> 实时性:网站和设备之间的通信必须满足5秒的延迟。


> 可靠性:系统必须能够忍受连接错误或重启,以确保外部错误不能伤害鱼的安全

五、体系结构

我们的系统架构由三个部分构成。 核心部分由Realtek RTL8710AF无线wifi芯片来监控水族馆状态和调节温度、光和CO2。 二级服务器组件是它把无线芯片系统参数和接收传感器的数据使用AWS的物联网服务。 最后一个部分是将所需的系统设置参数通过web应用程序从服务器进行检索历史和新的传感器数据。

8710

固件之间的交互图(传感器、执行器和云)。



follow
服务器云服务之间的交互图和它的外部连接,web应用程序和固件。

六、组件

A、硬件
1) 二氧化碳传感器 (k30 10000 ppm)

测量范围:0 - 10000 ppm
准确性:±30 ppm±3%的测量值
测量速度:2秒,20秒扩散时间; 2秒@ 5 l / min管气体流
https://www.co2meter.com/products/k-30-co2-sensor-module

K30
2)Ameba IoT Demo Kit (RTL8710AF Demo Kit)

供应商:Realtek

处理器速度:83 MHz
内存:1M
wi - fi无线网络处理器系统
支持I2C和UART
https://www.amebaiot.com/en
https://www.realtek.com/en/products/communications-network-ics/item/rtl8710bn


3)通用继电器

线圈电压:5 VDC
接触电流额定值:1
切换电压:120伏,24 VDC


4)AC / DC电源模块

输入电压:85伏,305伏,120伏直流,430 v直流
输出电压:5 V
输出电流:200 mA

B、软件
1)服务器
Amazon EC2服务器(https://aws.amazon.com/ec2/)
亚马逊DynamoDB实例(https://aws.amazon.com/dynamodb/)

2)react
Javascript UI框架
https://facebook.github.io/react/

3)CSS的实现
基于谷歌设计的UI
http://materializecss.com/

4)瑞昱RTL8710AF Datasheet & SDK
https://www.amebaiot.com/cn/
https://www.realtek.com/en/products/communications-network-ics/item/rtl8710bn

5)AWS嵌入式设备物联网SDK
Realtek和AWS物联网设备之间通讯
https://docs.aws.amazon.com/iot/latest/developerguide/sdk-tutorials.html

C、协议
1) AWS物联网
MQTT协议包括浏览器和嵌入式设备之间的通信
https://aws.amazon.com/iot/
2) 基于其他物联网SDK(基于IntoYun第三方设备SDK开发的RTL8710实例工程)

https://github.com/IntoYun/rtl8710-intoyun-demo

 

 

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评论

大頭皮

大頭皮

2019年11月18日
Ameba 開發板看起來應用很廣, 又是原廠主推 ... 有思考要上架大大購販售開發板嗎?
大頭皮

大頭皮

2019年11月18日
一篇好文, 點贊