小流域山洪預(yù)警系統(tǒng)嵌入式數(shù)據(jù)匯聚平臺的設(shè)計中期報告

小流域山洪預(yù)警系統(tǒng)嵌入式數(shù)據(jù)匯聚平臺的設(shè)計中期報告設(shè)計目標(biāo)：本設(shè)計旨在設(shè)計一款嵌入式數(shù)據(jù)匯聚平臺，用于集成小流域山洪預(yù)警系統(tǒng)各個傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行實時監(jiān)測和分析。具體目標(biāo)包括以下幾點(diǎn)：1.實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚和傳輸功能，通過串口或者網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)匯聚并傳輸回云端服務(wù)器。2.實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和存儲功能，將傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后存儲在數(shù)據(jù)庫中，方便后續(xù)查詢和分析。3.實現(xiàn)設(shè)備管理和維護(hù)功能，包括設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、報警和設(shè)備維護(hù)等功能，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)計方案：1.硬件平臺方案：采用基于ARMCortex-M4內(nèi)核的STM32F407VGT6單片機(jī)作為主控芯片，并結(jié)合各類傳感器、擴(kuò)展板等組成完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。2.Software方案：基于FreeRTOS+LwIP協(xié)議棧組成的全功能TCP/IP協(xié)議，并結(jié)合數(shù)據(jù)庫、GUI等形成完整的數(shù)據(jù)處理和顯示系統(tǒng)。3.整體設(shè)計流程：（1）通過多個傳感器采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。（2）將采集的數(shù)據(jù)通過傳感器的通信接口（I2C、SPI等）傳送給主控芯片STM32F407，同時在主控芯片STM32F407上運(yùn)行ADC轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)預(yù)處理程序，將處理后的數(shù)據(jù)保存在主控芯片內(nèi)部的RAM中。（3）使用STM32F407內(nèi)置的以太網(wǎng)接口和專門用于底層協(xié)議處理的LwIP協(xié)議棧，將數(shù)據(jù)通過TCP/IP傳輸協(xié)議傳輸?shù)皆品?wù)器，并將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中以便后續(xù)分析。（4）通過GUI界面展示系統(tǒng)狀態(tài)、分析和研究數(shù)據(jù)。（5）用戶可以利用預(yù)先設(shè)定的閾值，對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行閾值比較，并對預(yù)警信號進(jìn)行處理，如產(chǎn)生報警信息，用戶可以及時處理。4.實現(xiàn)方案：（1）硬件方案：主控芯片：STM32F407VGT6存儲芯片：W25Q128FV通信接口：I2C、SPI、以太網(wǎng)傳感器：溫度傳感器、濕度傳感器、氧氣傳感器等。（2）軟件方案：操作系統(tǒng)：FreeRTOSTCP/IP協(xié)議：LwIP數(shù)據(jù)庫：MySQLGUI：Qt5.預(yù)期成果：本設(shè)計旨在設(shè)計一個完整的嵌入式數(shù)據(jù)匯聚平臺，用于集成小流域山洪預(yù)警系統(tǒng)各個傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行實時監(jiān)測和分析。預(yù)計達(dá)到以下目標(biāo)：（1）實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚和傳輸功能，將傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)匯聚并傳輸回云端服務(wù)器。（2）實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和存儲功能，將傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后存儲在數(shù)據(jù)庫中，方便后續(xù)查詢和分析。（3）實現(xiàn)設(shè)備管理和維護(hù)功能，包