基于天空星画的一个物联网偏工业风格的扩展板

项目简介

本项目是我制作的天空星工业扩展版，并基于立创天空星GD32F407VET6制作的的学习物联网偏工业风格的扩展板。

项目功能

本项目包含以下功能：

• RS485 接口
• 串口 4 引出
• IIC1 接口引出
• 10合一传感器串口6引出
• 板上留有 HC05 蓝牙模块接口
• 板上留有IIC0 OLED电路接口
• 板载ESP8266WIFI 模块
• 板载一个DHT11温湿度
• 0.96 寸 OLED 接口
• 板载1个有源蜂鸣器
• 板载1个继电器
• 外部引出12V 电源
• 外部引出5V 电源

硬件说明

PCB设计说明

PCB 采用立创开饭家族尺寸 设计 小巧强悍

12V -> 5V 经典7805 LDO 稳压电源模块

5V -> 3.3V 双路LDO 保障3.3V 电源稳定输出

WIFI 模块电路

RS485 通信电路

OLED 模块

LED 灯模块

LORA 通讯模块

hc 05 蓝牙模块

继电器 隔离设计

IIC 引出接口

蜂鸣器

实拍图

主机节点

从机节点

全家福

设计记录

原型LORA通信验证

主机放在学校的实验室 GD32作为主机

从机暂时就用手上现成的天空星高配版 接了一个LORA通信模块 学校测距 测试

测试的时候 学弟学妹们正好在军训 感叹啊 我们即将离开学校 病树前头万木春 沉舟侧畔千帆过

板子测试

软件时不时 死机 一直在不停的debug 不知不觉得就 调试到晚上了

V1.0

正面

通电

失败记录

LORA 通信模块 串口4 连接错了

飞线解决 当时忘记拍飞完线好的样子 这两张照片是 把第一代元器件 模块 换到第二代拆完后上拍的

V2.0

正面

反面

新老之间交接

3D图

注意：丝印以及电路做了一些修改和补充，所以与实物图有一些不一致

硬件结构图

硬件模块外设通信协议和结构图

主机

从机

LORA 网络组网示意图

采用lora 透传模块 由单片机是实现的协议规则

通信帧格式

Lora通信数据帧 0:帧头 1:地址 2:主令 3:副令0 4:副令1 5:副令2 6:校验和 7:帧尾

帧用	帧头	地址	主指令	副指令1	副指令2	副指令3	校验和	帧尾
主机 -> 从机	0xFB	从机地址	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0xBB
主机 从机	0xFB	从机地址	0x10	采集数据类型	控制命令	控制命令	sum(1,2,3,4,5)	0xBB
索引序号	0	1	2	3	4	5	6	7

控制主命令

采集从机数据

帧用	帧头	地址	主指令	副指令1	副指令2	副指令3	校验和	帧尾
主机 -> 从机	0xFB	从机地址	0x10	采集数据类型	控制命令	控制命令	sum(1,2,3,4,5)	0xBB
索引序号	0	1	2	3	4	5	6	7

控制从机执行器状态

帧用	帧头	地址	主指令	副指令1	副指令2	副指令3	校验和	帧尾
主机 -> 从机	0xFB	从机地址	0x20	控制执行器类型	控制命令1	控制命令1	sum(1,2,3,4,5)	0xBB
索引序号	0	1	2	3	4	5	6	7

设置从节点

帧用	帧头	地址	主指令	副指令1	副指令2	副指令3	校验和	帧尾
主机 -> 从机	0xFB	从机地址	0x30	设置设备类型	控制命令1	控制命令2	sum(1,2,3,4,5)	0xBB
索引序号	0	1	2	3	4	5	6	7

从机

从机回答主机数据帧格式（回应数据）

帧用	帧头	地址	主指令	副指令1	副指令2	副指令3	校验和	帧尾
主机 从机	0xFB	从机地址	0x10	0x03	0x00	0x00	sum(1,2,3,4,5)	0xBB
索引序号	0	1	2	3	4	5	6	7

采集光照

帧用	帧头	地址	主指令	副指令1	副指令2	副指令3	校验和	帧尾
主机 -> 从机	0xFB	从机地址	0x10	0x05	0x00	0x00	sum(1,2,3,4,5)	0xBB
索引序号	0	1	2	3	4	5	6	7

采集CO2

帧用	帧头	地址	主指令	副指令1	副指令2	副指令3	校验和	帧尾
主机 -> 从机	0xFB	从机地址	0x10	0x04	0x00	0x00	sum(1,2,3,4,5)	0xBB
索引序号	0	1	2	3	4	5	6	7

暂时定义的功能 后续可以根据需求加

节点通讯成功画面

软件内可以选择多种运行模式

外设连接测试

rs485 co2传感器 和12V风扇

嵌入式软件

示例代码放在附件中，只实现了基本的驱动

工程使用的字符编码是 UTF-8， 如果中文乱码请在设置中切换

工程结构截图

配置头文件里面 可以配置使用到的模块

连接引脚截图

LED

通信接口

WIFI 模块 MQTT 通信

阿里云物联网云平台 接收的数据

功能演示图片

主机节点 实时采集 不同区域传感器数据 根据泰山派linux后端策略 实时控制从机执行器

注意事项

1. 推荐电源 12V 5A

3. 本项目这一代 由于第一次使用嘉立创eda 制作3D外壳和制作时间比较匆忙 开的孔位有点不合理 以及 忘记给oled 屏幕 和 lora 接口 留开孔了需要自己手动开孔并用热熔胶固定 第二代外壳会改 待续

装配说明

上下壳 采用 八颗M3*10mm 螺丝锁紧

组装完成效果

天空星与 扩展版之间 采用 m3103 铜柱 和 m343 铜柱

组装完成效果

OLED 固定

oled 固定采用 两对 m232 铜柱 固定对角

组装完成效果

组装完成的效果

晒图

演示视频

功能演示视频