文道朋 楊浩 趙娟

摘 ? 要：本設(shè)計(jì)利用 ESP8266 設(shè)計(jì)出一款可以實(shí)時(shí)監(jiān)控公共場(chǎng)所的人流量系統(tǒng)。其中ESP8266提供混雜接收模式接收數(shù)據(jù)包，并對(duì)其解析，篩選得到周?chē)蜷_(kāi) Wi-Fi 功能設(shè)備發(fā)送的 Probe Request 幀，通過(guò)對(duì)接收到的 Probe Request 幀分析和匯總，得到周?chē)鷧^(qū)域內(nèi)的設(shè)備使用量（人流量）。ESP8266 通過(guò) MQTT 協(xié)議將該數(shù)據(jù)發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)接收數(shù)據(jù)后繪制出人流量變化曲線圖。該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，且功耗低、成本低，具有十分好的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：ESP8266 ?混雜接收 ?MQTT ?Wi-Fi

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）01（a）-0151-02

隨著社會(huì)的高速發(fā)展，在各種公眾場(chǎng)合，如地鐵站、商場(chǎng)、夜市等，統(tǒng)計(jì)人流量都有很大經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)的人流量數(shù)據(jù)是通過(guò)人工的方式全天觀測(cè)得到的，這種檢測(cè)方式不僅效率低，而且數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。而基于ESP8266的人流量檢測(cè)系統(tǒng)可以根據(jù)周?chē)鶺I-FI信號(hào)實(shí)時(shí)繪制出周?chē)肆髁康淖邉?shì)圖，可以被廣泛應(yīng)用于安保，商場(chǎng)，旅游等諸多行業(yè)。

1 ?系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)由ESP8266控制模塊、物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)、復(fù)位模塊、下載模塊、CH340模塊和供電模塊幾部分組成。ESP8266芯片一方面是通過(guò)Wi-Fi的混雜接收模式抓取周?chē)鸁o(wú)線設(shè)備發(fā)送的Probe Request幀，分析出周?chē)说臄?shù)量，另一方面通過(guò)MQTT協(xié)議與物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)連接，把人流量的數(shù)據(jù)上報(bào)到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)中去;物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)接收來(lái)自 ESP8266 發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后繪制圖形顯示在 Web 頁(yè)面中;復(fù)位電路的主要功能是當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行出錯(cuò)時(shí)重啟系統(tǒng);下載電路的功能是切換系統(tǒng)的運(yùn)行模式，讓系統(tǒng)處于下載模式更新系統(tǒng)固件;CH340電路作用是把USB 電平轉(zhuǎn)換成TTL電平;供電電路的作用是把5V電壓轉(zhuǎn)換成3.3V電壓;整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 ?系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)主要通過(guò)復(fù)位電路、下載電路、CH340電路和供電電路來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)一定區(qū)域內(nèi)的人流量，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，繪制出人流量走勢(shì)圖。系統(tǒng)的硬件主要由ESP8266控制電路、CH340芯片、SPX3819芯片等幾部分組成。ESP8266控制電路集成32位處理器，帶有16為精簡(jiǎn)模式，此外還有2.4GWiFi芯片，具有低功耗、高集成度、性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，在本系統(tǒng)中不僅能控制各個(gè)模塊的運(yùn)行還能使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享。CH340是一個(gè)USB總線的轉(zhuǎn)接芯片，實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)串口。SPX3819芯片是一個(gè)開(kāi)關(guān)電源芯片，負(fù)責(zé)把5v電壓轉(zhuǎn)換成3.3v電壓。輔助元件包括按鍵、電容、電阻、晶振、USB接口和二極管等。系統(tǒng)硬件電路圖如圖2所示。

3 ?系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包含了主函數(shù)程序設(shè)計(jì)、事件處理函數(shù)程序設(shè)計(jì)、混合接收回調(diào)函數(shù)設(shè)計(jì)和物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)數(shù)據(jù)點(diǎn)上報(bào)函數(shù)設(shè)計(jì)。主函數(shù)程序設(shè)計(jì)的功能主要是進(jìn)行NVS初始化和Wi-Fi初始化。事件處理函數(shù)的功能是根據(jù)ESP8266發(fā)生的事件執(zhí)行不同的處理操作，在此函數(shù)中共有三種事件，分別是 WIFI_EVENT_STA_START、WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED和IP_EVENT_STA_GOT_IP事件，分別對(duì)應(yīng)的處理操作是啟動(dòng)smartconfig任務(wù)、重連Wi-Fi和開(kāi)啟混合接收模式及啟動(dòng)MQTT?；旌辖邮栈卣{(diào)函數(shù)的功能是先進(jìn)行Probe request 判斷，然后過(guò)濾 MAC 地址和重復(fù)的設(shè)備，最后進(jìn)行設(shè)備信息的存儲(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)數(shù)據(jù)點(diǎn)上報(bào)函數(shù)功能是封裝數(shù)據(jù)，然后把封裝的數(shù)據(jù)發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)去，在云平臺(tái)經(jīng)過(guò)一定的處理顯示人流量實(shí)際情況圖。

4 ?系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證

通過(guò)上面的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)的基本功能已經(jīng)得到實(shí)現(xiàn)，然后將實(shí)物焊接出來(lái)，在宿舍不斷的調(diào)試，能成功檢測(cè)到人流量數(shù)據(jù)，基本實(shí)現(xiàn)了本系統(tǒng)中的所有功能?；?ESP8266 混雜接收模式的人流量檢測(cè)完成后，進(jìn)行了一系列的測(cè)試工作，包括系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性等。經(jīng)過(guò)測(cè)試，采集到的數(shù)據(jù)非常的準(zhǔn)確，穩(wěn)定性非常的高。

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