智能酒桶監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)_第1頁
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-[16]。(2)閾值設(shè)置流程圖如下圖3-7;圖3SEQ圖\*ARABIC\s27閾值設(shè)置流程圖初始化與ESP32單片機(jī)先進(jìn)行連接通信,將設(shè)置的閾值通過通信發(fā)送到ESP32單片機(jī)的閾值存放地址,將其覆蓋掉,成為新的閾值。通過該設(shè)計(jì)使得手機(jī)端能夠手動(dòng)設(shè)置各個(gè)數(shù)據(jù)的閾值,避免閾值無法改變和不方便改變的問題。(3)手動(dòng)開啟或關(guān)閉加濕器流程圖如下圖3-8;圖3SEQ圖\*ARABIC\s28手動(dòng)開關(guān)加濕器初始化與ESP32單片機(jī)先進(jìn)行連接通信,將手機(jī)端APP上按下開啟或關(guān)閉按鈕時(shí),將啟動(dòng)或關(guān)閉信號(hào)發(fā)送到ESP32單片機(jī),以達(dá)到手動(dòng)開啟或關(guān)閉加濕器的功能。(4)歷史數(shù)據(jù)流程圖如下圖3-9;圖3SEQ圖\*ARABIC\s29歷史數(shù)據(jù)流程圖首先初始化,將硬件與軟件進(jìn)行連接通信;系統(tǒng)會(huì)將數(shù)據(jù)按照時(shí)間記錄在數(shù)據(jù)庫中,在手機(jī)端點(diǎn)擊查看歷史后會(huì)讀取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)并按照時(shí)間順序顯示出來;點(diǎn)擊刪除數(shù)據(jù),會(huì)調(diào)用刪除函數(shù),將數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除并且出現(xiàn)刪除成功提示。

4軟硬件測(cè)試及結(jié)果分析4.1硬件測(cè)試及結(jié)果分析傳感器測(cè)試是確保傳感器在系統(tǒng)中正常工作的重要步驟。在進(jìn)行傳感器測(cè)試之前,確保系統(tǒng)硬件和軟件環(huán)境已經(jīng)準(zhǔn)備就緒,包括傳感器連接正確、驅(qū)動(dòng)程序安裝完整等。首先進(jìn)行傳感器的功能測(cè)試,確保傳感器能夠正常工作,包括讀取傳感器數(shù)據(jù)、發(fā)送控制信號(hào)等功能是否正常。(1)溫濕度模塊的測(cè)試;將外部溫濕度傳感器置于掌中,經(jīng)過加濕和加熱處理,模擬出不同的環(huán)境條件,如圖4-1;而內(nèi)部溫濕度傳感器則被放置在掌外,沒有經(jīng)過任何處理。通過這樣的設(shè)置,可以清晰地觀察到外部環(huán)境條件對(duì)溫濕度傳感器數(shù)據(jù)的影響,兩者之間呈現(xiàn)出明顯的差異。在顯示屏中,OTEM為外部溫度,OHUM為外部濕度,ITEM為內(nèi)部溫度,IHUM為內(nèi)部濕度。在圖4-2中可以看見,黃色的為外部溫濕度數(shù)據(jù),溫度為32,濕度為98,是要明顯高于內(nèi)部的溫度為22,濕度為77。圖4-1外部溫濕度傳感器握在手中圖4-2顯示屏顯示內(nèi)外溫濕度差異當(dāng)外部的濕度小于設(shè)置的閾值時(shí),加濕器會(huì)啟動(dòng);這里我們將外部濕度的閾值設(shè)置為,讓外部濕度小于閾值,能夠看見加濕器的開啟。如圖4-3。圖43由于外部濕度到達(dá)閾值加濕器啟動(dòng)(2)酒精濃度采集模塊的測(cè)試;如圖4-4(a),酒精濃度測(cè)試是將空氣質(zhì)量檢測(cè)傳感器放置于酒桶中,確保傳感器能夠采集到數(shù)據(jù)。這意味著需要一個(gè)系統(tǒng)來模擬酒精濃度變化的情況,并確保傳感器能夠準(zhǔn)確檢測(cè)到這些變化。將傳感器放置于涂滿酒精的紙上,傳感器能夠成功采集到數(shù)據(jù)。在顯示屏中,Alco為采集到的酒精濃度,單位為mg/m3;設(shè)置采集到數(shù)據(jù)上限為2.00mg/m3。在圖4-4(b)中可以看見,Alco的值為2.00mg/m3。圖4-4(a)將JW01傳感器置于沾滿酒精的紙上圖4-4(b)顯示屏顯示的酒精濃度(3)氣壓傳感器的測(cè)試;空氣流速越大的地方,其壓強(qiáng)越??;氣壓測(cè)試是在無法提供密閉環(huán)境的情況下,對(duì)氣壓傳感器進(jìn)行吹氣處理以達(dá)到測(cè)試目的。在吹氣時(shí),能夠觀察到檢測(cè)到的壓強(qiáng)值有著些許變化。這意味著需要一個(gè)系統(tǒng)來模擬氣壓變化的情況,并確保氣壓傳感器能夠準(zhǔn)確檢測(cè)到這些變化。在顯示器中ATM為采集到的氣壓值,單位為Pa。圖4-5(a)吹氣前圖4-5(b)吹氣后對(duì)氣壓傳感器進(jìn)行吹氣處理后,得到氣壓的數(shù)據(jù)為圖4-5(b)所示101930pa,要略低于圖4-5(a)吹氣前的101954pa。(4)超聲波測(cè)距模塊的相關(guān)測(cè)試;距離測(cè)試是將距離傳感器與桌面保持些許距離,對(duì)其進(jìn)行測(cè)試,如圖4-6(a),并確保采集到的數(shù)據(jù)誤差較小。這意味著需要一個(gè)系統(tǒng)來準(zhǔn)確測(cè)量傳感器與目標(biāo)之間的距離,并保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。將距離傳感器與桌面保持些許距離對(duì)其進(jìn)行測(cè)試,采集到的數(shù)據(jù)誤差較小。采集到的高度數(shù)據(jù),可以在顯示屏出看見;在顯示屏上Height為采集到的高度數(shù)據(jù),單位是厘米。如圖4-6(b)中,采集到的高度數(shù)據(jù)為2.44cm,通過實(shí)際測(cè)量后,高度為2.51cm,有著些許誤差。圖4-6(a)將測(cè)距傳感器放置距離平面2.5cm圖4-6(b)顯示距離表4-1測(cè)試數(shù)據(jù)總結(jié)處理前數(shù)據(jù)處理后數(shù)據(jù)測(cè)試內(nèi)部溫濕度溫度22℃濕度77溫度22℃濕度77測(cè)試外部溫濕度溫度22℃濕度77溫度32℃濕度98測(cè)試酒精濃度0mg/m32.00mg/m3測(cè)試氣壓101954pa101930pa測(cè)試距離0cm2.44cm表4-1為上述硬件測(cè)試中所得到的所有數(shù)據(jù)。4.2軟件測(cè)試及結(jié)果分析(1)客戶端連接測(cè)試;打開軟件后點(diǎn)擊實(shí)時(shí)顯示按鈕,進(jìn)入實(shí)時(shí)顯示畫面,在連接WIFI的情況下點(diǎn)擊客戶端連接,連接成功后下方會(huì)彈出成功的提示,連接成功后下方數(shù)據(jù)為實(shí)時(shí)采集到的數(shù)據(jù)。通過與顯示屏上的數(shù)據(jù)對(duì)比,得到的數(shù)據(jù)基本一致。如圖4-7。圖47實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)(2)APP中的閾值測(cè)試;在上半部分為閾值設(shè)置部分,當(dāng)下半部分采集到的溫度超過設(shè)置閾值時(shí)、采集到的濕度低于設(shè)置閾值、采集到的酒精濃度低于設(shè)置閾值時(shí)、采集到的距離大于設(shè)置的高度時(shí)以及采集到的壓強(qiáng)低于設(shè)置閾值時(shí),都會(huì)進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)外部的濕度低于設(shè)置閾值時(shí),會(huì)觸發(fā)加濕器的啟動(dòng)。將數(shù)據(jù)寫入上方橫線中,點(diǎn)擊設(shè)置閾值即可設(shè)置成功,這里將內(nèi)外溫度閾值設(shè)置為20,內(nèi)外濕度為100,酒精閾值設(shè)置為0,高度閾值設(shè)置為0,壓強(qiáng)閾值設(shè)置為100000,如圖4-8所示。圖48設(shè)置各個(gè)閾值(3)APP中手動(dòng)控制加濕器的測(cè)試;在手機(jī)端要能夠手動(dòng)開啟或關(guān)閉加濕器時(shí),需要先打開上方的手動(dòng)模式,當(dāng)手動(dòng)模式后方的按鈕呈現(xiàn)綠色即為開啟了手動(dòng)模式,然后在右方加濕器開關(guān)處可以控制加濕器的啟動(dòng)或關(guān)閉,如圖4-9(a)。當(dāng)加濕器開啟時(shí),AK-204上的兩個(gè)燈會(huì)亮起,通過連接微孔霧化片來將液體霧化以達(dá)到加濕效果。如圖4-(b)。圖4-9(a)開啟手動(dòng)模式圖4-9(b)加濕器被手動(dòng)開啟(4)APP中查詢歷史數(shù)據(jù)測(cè)試;在打開軟件后,點(diǎn)擊下方按鈕歷史數(shù)據(jù)查詢,可進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)頁面,然后點(diǎn)擊查詢數(shù)據(jù),如圖4-10(a)。該頁面會(huì)記錄下各個(gè)時(shí)間段的數(shù)據(jù)并連同時(shí)間一并顯示出來。點(diǎn)擊刪除所有數(shù)據(jù)將會(huì)把歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行清空,下方將彈出刪除成功提示,如圖4-10(b)。隨后在次點(diǎn)擊查詢數(shù)據(jù)將看到記錄的數(shù)據(jù)已經(jīng)被全部刪除,如圖4-10(c)。圖4-10(a)查詢歷史數(shù)據(jù)圖4-10(b)刪除歷史數(shù)據(jù)圖4-10(c)再次查詢·16··PAGE21·PAGE1結(jié)論經(jīng)過前期的測(cè)試,設(shè)計(jì)成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)桶內(nèi)外溫濕度、桶內(nèi)氣壓、桶內(nèi)酒精濃度和桶內(nèi)液面距離頂部高度等數(shù)據(jù)的采集,并將數(shù)據(jù)傳輸至顯示屏上,數(shù)據(jù)抵達(dá)閾值觸發(fā)報(bào)警或加濕功能。在設(shè)計(jì)中,利用了ArduinoIDE開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)C語言程序,實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳感器的輸入輸出,還利用了AndroidStudio編寫了手機(jī)程序,方便查詢各項(xiàng)數(shù)據(jù)、更改閾值以及控制是否加濕的功能。在測(cè)試階段,我們?cè)庥隽艘恍┑膯栴}。首先,當(dāng)設(shè)備剛剛啟動(dòng)時(shí),蜂鳴器會(huì)持續(xù)發(fā)出響聲,這明顯是不正常的。經(jīng)過分析,我們發(fā)現(xiàn)這是因?yàn)樨?fù)責(zé)檢測(cè)酒精濃度的傳感器在初始階段需要進(jìn)行預(yù)熱。在預(yù)熱的過程中,由于傳感器還未達(dá)到最佳工作狀態(tài),其采集到的酒精濃度數(shù)據(jù)始終顯示為0。這個(gè)零值數(shù)據(jù)觸發(fā)了預(yù)設(shè)的報(bào)警機(jī)制,從而導(dǎo)致蜂鳴器不停地響。為了解決這個(gè)問題,我們調(diào)整了設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的初始閾值,確保在傳感器預(yù)熱期間,即使采集到零值數(shù)據(jù),也不會(huì)觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警。此外,在設(shè)備搭建工作完成后,我們注意到溫濕度傳感器偶爾會(huì)表現(xiàn)出異常,其采集的數(shù)據(jù)始終為0。為了查明原因,我們進(jìn)行了排查工作。替換了兩個(gè)溫濕度傳感器,替換后設(shè)備的工作狀態(tài)恢復(fù)了正常,溫濕度數(shù)據(jù)也能準(zhǔn)確采集。在以后的研究中,可以改進(jìn)和優(yōu)化此設(shè)計(jì)。例如,可以將各個(gè)硬件換成更先進(jìn)的硬件,提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性??梢栽陲@示器上設(shè)計(jì)出可視化界面,而不只是數(shù)據(jù)的顯示,可視化界面能夠更加直觀地觀測(cè)到各項(xiàng)數(shù)據(jù)。可以在封口處加上一個(gè)時(shí)間的記錄,使我們能夠看見存儲(chǔ)了多長(zhǎng)時(shí)間沒有開封過,當(dāng)我們打開它時(shí)能夠有一種成就感。總的來說,智能酒桶監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)具有一定的前景,通過研究的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),讓我們能夠?qū)⒕拼娣胖梁线m的環(huán)境當(dāng)中,同時(shí)也為智能酒桶行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)了一份力量。

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