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        基于ESP8266的人流量檢測系統(tǒng)設(shè)計

        2020-05-09 10:22:18文道朋楊浩趙娟
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2020年1期

        文道朋 楊浩 趙娟

        摘 ? 要:本設(shè)計利用 ESP8266 設(shè)計出一款可以實時監(jiān)控公共場所的人流量系統(tǒng)。其中ESP8266提供混雜接收模式接收數(shù)據(jù)包,并對其解析,篩選得到周圍打開 Wi-Fi 功能設(shè)備發(fā)送的 Probe Request 幀,通過對接收到的 Probe Request 幀分析和匯總,得到周圍區(qū)域內(nèi)的設(shè)備使用量(人流量)。ESP8266 通過 MQTT 協(xié)議將該數(shù)據(jù)發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)平臺。物聯(lián)網(wǎng)云平臺接收數(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,具有十分好的實用價值和經(jīng)濟(jì)效益。

        關(guān)鍵詞:ESP8266 ?混雜接收 ?MQTT ?Wi-Fi

        中圖分類號:TP391.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號:1674-098X(2020)01(a)-0151-02

        隨著社會的高速發(fā)展,在各種公眾場合,如地鐵站、商場、夜市等,統(tǒng)計人流量都有很大經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)的人流量數(shù)據(jù)是通過人工的方式全天觀測得到的,這種檢測方式不僅效率低,而且數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。而基于ESP8266的人流量檢測系統(tǒng)可以根據(jù)周圍WI-FI信號實時繪制出周圍人流量的走勢圖,可以被廣泛應(yīng)用于安保,商場,旅游等諸多行業(yè)。

        1 ?系統(tǒng)方案設(shè)計

        整個系統(tǒng)由ESP8266控制模塊、物聯(lián)網(wǎng)云平臺、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Wi-Fi的混雜接收模式抓取周圍無線設(shè)備發(fā)送的Probe Request幀,分析出周圍人的數(shù)量,另一方面通過MQTT協(xié)議與物聯(lián)網(wǎng)云平臺連接,把人流量的數(shù)據(jù)上報到物聯(lián)網(wǎng)云平臺中去;物聯(lián)網(wǎng)云平臺接收來自 ESP8266 發(fā)送的數(shù)據(jù),然后繪制圖形顯示在 Web 頁面中;復(fù)位電路的主要功能是當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行出錯時重啟系統(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;整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

        2 ?系統(tǒng)硬件設(shè)計

        本設(shè)計主要通過復(fù)位電路、下載電路、CH340電路和供電電路來實現(xiàn)檢測一定區(qū)域內(nèi)的人流量,并通過網(wǎng)絡(luò)上傳到物聯(lián)網(wǎng)云平臺,繪制出人流量走勢圖。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,在本系統(tǒng)中不僅能控制各個模塊的運(yùn)行還能使系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享。CH340是一個USB總線的轉(zhuǎn)接芯片,實現(xiàn)USB轉(zhuǎn)串口。SPX3819芯片是一個開關(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

        系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要包含了主函數(shù)程序設(shè)計、事件處理函數(shù)程序設(shè)計、混合接收回調(diào)函數(shù)設(shè)計和物聯(lián)網(wǎng)云平臺數(shù)據(jù)點上報函數(shù)設(shè)計。主函數(shù)程序設(shè)計的功能主要是進(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,分別對應(yīng)的處理操作是啟動smartconfig任務(wù)、重連Wi-Fi和開啟混合接收模式及啟動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。物聯(lián)網(wǎng)云平臺數(shù)據(jù)點上報函數(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)云平臺去,在云平臺經(jīng)過一定的處理顯示人流量實際情況圖。

        4 ?系統(tǒng)測試驗證

        通過上面的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計,本系統(tǒng)的基本功能已經(jīng)得到實現(xiàn),然后將實物焊接出來,在宿舍不斷的調(diào)試,能成功檢測到人流量數(shù)據(jù),基本實現(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完成后,進(jìn)行了一系列的測試工作,包括系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性等。經(jīng)過測試,采集到的數(shù)據(jù)非常的準(zhǔn)確,穩(wěn)定性非常的高。

        參考文獻(xiàn)

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