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#第八届立创电赛#一种基于Lora自组网的农业阀门监控系统

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<div class="document"> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">注:* 为必填项</p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><strong><span style="color: #0093e6;">请在报名阶段填写 ↓</span></strong></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 1、项目功能介绍</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">随着物联网技术的高速发展,加快了农业转型升级的步伐。传统的农业阀控设备自动化程度低、网络化通信较差,缺乏全面的监测系统。本项目设计一个基于LoRa组网通信的水阀监控系统。该系统由部署在水阀一侧的终端采集装置和用于数据中转的无线网关装置组成,均采用STM32G070为核心微控制器。终端采集装置将测量到的环境温湿度、阀门开启度等信息通过LoRa传输技术发送至无线网关装置。无线网关装置通过WIFI或LTE Cat1技术将采集信息送至云平台存储。管理人员可在Web页面端或微信小程序端查看各水阀的状态。</p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">注:主题不限,可以是解决生活/工作中的某个问题、为某个人群/场景设计的方案、毕业设计/课程设计/DIY项目/纯属炫酷项目等。主要讲一下自己通过什么手段解决了什么问题。</span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*2、项目属性</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">项目首次公开;原创;否;否</p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">注:请说明项目是否首次公开;项目是否为原创;项目是否曾经在其他比赛中获奖,若有获奖则叙述获奖详情;项目是否在学校参加过答辩。</span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 3、开源协议</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">GPL3.0开源协议</p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">注:利他即利己,请认真阅读下述内容。</span></p> <ol style="line-height: 1.8;"> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">拥抱开源,赋予项目无限价值。建议项目核心功能开源80%以上;</span></li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">若某一部分功能不可替代且删掉之后项目无法解决对应的问题,则这一部分实现的功能就是项目的核心功能;比如设计了一台电子负载且设计了一款上位机软件监控功率变化,则电子负载为核心功能,上位机软件为辅助功能;比如电子负载中使用了一款隔离485模块与上位机通信,则此485模块实现的通讯功能为辅助功能;</span></li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">项目应选择适合自己的<span style="text-decoration: underline;"><a href="/posts/98fdb2accd754af7b51990790db3b47a" target="_blank">开源协议</a></span>,若项目引用其他开源项目,应注明来源并遵循原作者的开源协议规定;原创项目推荐使用GPL3.0开源协议;</span></li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">直接引用开源项目的原电路或原代码实现的功能不可作为自己项目的核心功能、使用市场上通用模块直接实现的功能不可作为自己项目的核心功能。</span></li> </ol> <p style="line-height: 1.8;"> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><strong><span style="color: #0093e6;">请在竞赛阶段填写 ↓</span></strong></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*4、硬件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p align="left">本设计的水阀监控系统在硬件上分为无线网关装置和终端采集装置。</p> <p>无线网关装置以ST公司的STM32G070为控制器核心,搭载存储芯片EEPROM与SPI-FLASH用于存储云平台的鉴权信息和远程升级的固件包,涉及到的数传模块有用于与终端设备通信的LoRa模块和用于上云的WIFI与LTE Cat1模块。无线网关装置的硬件设计方案如图1(a)所示。</p> <p>终端采集装置同样以STM32G070为核心,搭载存储芯片EEPROM与SPI-FLASH,涉及到的模块有温湿度传感器、液体流量计、阀门控制开关、OLED显示屏等。采集和控制信号通过LoRa模块与网关装置进行数据交互。终端采集装置的硬件设计方案见图1(b)。</p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/br2cctgVf3jYyWMm6WQJ25XNPWouudSgjm30MxpT.png" alt="" width="1158" height="760"></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">注:推荐使用<span style="text-decoration: underline;"><a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a></span>。若选择其他EDA工具,请在附件上传PDF格式的原理图,PDF格式的PCB图纸,Gerber格式的PCB文件。这里可以详细说明您的项目实现原理和机制、注意事项、调试方法、测试方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。</span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-left-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*5、软件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p align="left">对于软件部分,本设计嵌入式端开发通过STM32CubeMX图形化配置结合KEIL编程实现,Web页面端开发借助阿里云物联网平台完成,微信小程序端设计由微信开发者工具来完成。</p> <p>嵌入式端设计使用C语言进行程序开发,采用模块化编程将各个功能模块子程序单独实现,最后通过主程序调用。功能模块子程序包括:环境参数采集、OLED显示、LoRa组网通信、WIFI/LTE Cat1上云、串口调试等。</p> <p align="left">阿里云物联网平台提供安全可靠的设备接入能力,可以帮助用户轻松实现物联网应用中的设备接入、数据采集、存储与分析、远程控制等功能。根据阿里云官方提供的物联网平台产品文档实现水阀监控系统的设备创建、物模型数据定义、云产品流转。本水阀监控系统的网关装置采用MQTT协议接入阿里云物联网平台。</p> <p align="left">微信开发者工具是一款由微信官方提供的开发工具,主要用于微信小程序和公众号的开发。其功能包括:代码编辑、代码调试、实时预览、代码构建、上传发布等,支持多种常用的开发语言,如JavaScript、CSS、HTML5等。开发者可以使用 JavaScript 来开发业务逻辑以及调用小程序的 API 来完成业务需求,水阀监控系统的小程序设计主要包括页面排版、数据显示、小程序与云平台交互等。系统整体的软件设计方案见图2。</p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/qJT0d1vtxqZmPFNf69GU4u62tNl5ZTuWZd0nSuq3.png" alt="" width="1406" height="1017"></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">注:若您的项目涉及软件开发,请在附件上传对应的工程源码。这里可以详细说明您的软件流程图、功能模块框图、相关算法的解释或科普、源码结构、编译环境的搭建和配置、源码编译方法、程序烧录方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。</span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-left-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*6、BOM清单</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/sW2fXalO3hmV73jcA9tRti18kFdeQIckbQb4G1ak.png" alt="" width="1690" height="960"></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">注:项目涉及的BOM清单。这个位置请上传BOM的截图。清单详情请以PDF的格式上传到附件中。建议包括型号、品牌、名称、封装、采购渠道、用途等内容。具体内容和形式应以表达清楚项目构成为准。</span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*7、大赛LOGO验证</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p style="line-height: 1.8;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/cMlYSDAWrewlo1KC5Gwfcgqe3ZoJ6NRqy855pGpC.png" alt="" width="1371" height="807"></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">请上传包含大赛logo的项目图片,logo以丝印形式印刷在PCB上面。</span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">点击zip下载大赛logo标识! <span style="text-decoration: underline;"><a href="https://image.lceda.cn/easyedaResource/images/%E7%AB%8B%E5%88%9B%E7%94%B5%E8%B5%9B%E6%A0%87%E8%AF%86.rar" target="_blank">(大赛标识).zip</a></span></span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <p style="line-height: 1.8;"> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">视频要求:请横屏拍摄,分辨率不低于1280×720,格式Mp4/Mov,单个视频大小限100M内;</span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="color: #95a5a6; font-size: 14px;">视频标题:立创电赛:{项目名称}-{视频模块名称};如立创电赛:《自动驾驶》-团队介绍。</span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"><span style="font-size: 14px;">更多详情:<a href="/posts/15a52db9fd7d40c492eb505280278e45" target="_blank">https://diy.szlcsc.com/posts/15a52db9fd7d40c492eb505280278e45</a></span></p> <p class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </p> </div>

文档

BOM

ID Name Designator Footprint Quantity Manufacturer Part Manufacturer Supplier Supplier Part
1 10uF C1 C0805 1
2 100nF C2 C0805 1
3 12pF C3,C4 C0805 2
4 1uF C5,C13,C14 C0805 3
5 10uF C6 C0805 1
6 100nF C7,C8,C15,C16,C17 C0805 5
7 100nF C9,C11 C0805 2 TCC0805X7R104M500DT CCTC LCSC C360619
8 220uF C10,C12 CAP-TH_BD6.3-P2.50-D1.0-FD 2 220uF 16V 6.3*11 ValuePro LCSC C43349
9 1N5819WS D1 SOD-323_L1.8-W1.3-LS2.5-RD 1 1N5819WS Guangdong Hottech LCSC C191023
10 Power D2 DS-0205(DC插座) 1
11 HDR-F-2.54_2x20 H1,H2 HDR-F-2.54_2X20 2 LCSC C50982
12 HDR-F-2.54_1x4 H3 HDR-F-2.54_1X4 1 LCSC C225501
13 HDR-F-2.54_2x7 H4 HDR-F-2.54_2X7 1 LCSC C38844
14 HDR-F-2.54_2x3 H5 HDR-F-2.54_2X3 1 LCSC C65114
15 LED_Power L1 LED0805-RD 1 17-21SURC/S530-A2/TR8(ES) null LCSC C2840101
16 LED1 L2 LED0805-RD 1 17-21SURC/S530-A2/TR8(ES) null LCSC C2840101
17 LED2 L3 LED0805-RD 1 17-21SURC/S530-A2/TR8(ES) null LCSC C2840101
18 LED3 L4 LED0805-RD 1 17-21SURC/S530-A2/TR8(ES) null LCSC C2840101
19 LED4 L5 LED0805-RD 1 17-21SURC/S530-A2/TR8(ES) null LCSC C2840101
20 0.96 IIC OLED_4P OLED1 0.96OLED_4P 1 LCSC
21 10k R1,R2,R8 R0805 3
22 4.7k R3,R4,R7,R10,R11 R0805 5
23 220Ω R5 R0805 1
24 1k R6,R12,R13,R14,R15 R0805 5
25 2.2k R9 R0805 1
26 NC R16,R17 R0805 2
27 自锁开关 S1 自锁开关 1
28 贴片按键4*4M SW1,SW2,SW3,SW4 KEY-SMD_4P-L5.1-W5.1-P3.70-LS6.5 4 贴片按键4*4*3.5m null LCSC C9900003340
29 STM32G070RBT6 U1 LQFP-64_L10.0-W10.0-P0.50-LS12.0-BL 1 STM32G070RBT6 STMicroelectronics LCSC C529340
30 CH340N U2 SOP-8_L5.0-W4.0-P1.27-LS6.0-BL 1 CH340N WCH(Jiangsu Qin Heng) LCSC C506813
31 AMS1117 U3 AMS1117 1
32 M24C02-WMN6TP U4 SOIC-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS6.0-BL 1 M24C02-WMN6TP STMicroelectronics LCSC C7562
33 W25Q64JVSSIQ U5 SOP-8_L5.3-W5.3-P1.27-LS8.0-BL 1 W25Q64JVSSIQ WINBOND LCSC C83140
34 ESP-01S_C503582 U6 WIFIM-TH_8P-L24.7-W14.4-P2.54 1 ESP-01S Ai-Thinker LCSC C503582
35 WH-LTE-7S1/4 U7 WH-LTE-7S4 1 WH-LTE-7S1 有人物联网(usr) LCSC C2833614
36 KH-TYPE-C-16P USB1 USB-C-SMD_KH-TYPE-C-16P 1 KH-TYPE-C-16P Shenzhen Kinghelm Elec LCSC C709357
37 32.768kHz X1 OSC-SMD_2P-L1.6-W1.0 1 FC1610AN32.768kHz12.5pF20PPM Seiko Epson LCSC C165064

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