二氧化碳培養箱遠程監測設計

報警端

由主控模塊 ESP-12E 模組和短信發送模塊 SIM800C 組成，模塊之間通過串口相連。SIM800C是一款 GSM/GPRS 模塊，通過向模塊串口發送 AT 指令，可以實現 GSM 短信收發、GPRS 數據傳輸、語音通話、藍牙通信、TCP/IP 協議數據傳輸等功能，由于尺寸小巧、性能穩定、使用方便，廣泛應用于智慧監控、家居安防、無線抄表等物聯網場景。

采集端

程序流程如圖 4 所示，系統上電后依次進行: 1)網絡連接，對于首次使用或聯網失敗的模塊需要先配置網絡:2)創建設備，對于首次使用或身份驗證失敗的模塊將自動在云平臺上創建新設備并在采集端芯片中記錄下云平臺生成的設備 ID:3)連接云平臺 MOTT 服務器，4)每隔一分鐘，采集端通過串口向二氧化碳培養箱發送數據請求指令:5)采集端等待二氧化碳培養箱返回數據并解析:6)當數據異常時立即向云平臺指定主題發送消息，由云平臺向訂閱了該主題的報警端設備推送消息:無異常時，每隔設定的上傳時間(默認 5 分鐘)，模塊向云平臺上報二氧化碳培養箱參數。

網絡連接

ESP-12E 支持 AP 模式、STA 模式、AP+STA 三種模式，采集端模塊上電后首先設置為 STA 模式，此時 ESP-12E 作為無線終端設備可以主動發現并連接芯片中已保存的無線熱點。首次連接時需要配網，長按按鍵進入網絡配置模式，此時 ESP-12E 設置為 AP 模式，芯片自動創建名為“Incubator (ChipID)”的無線熱點，其中 ChipID 為芯片的唯一識別碼。用戶使用手機連接該熱點后，在瀏覽器地址欄輸入 192.168.1.1可訪問網絡配置頁面，如圖5 所示，本頁面可以自定義采集端設備名稱、數據上傳間隔、配置待連接的無線熱點等，對于部分只開放固定 P 地址的無線熱點，可以勾選“靜態 IP”選項并填寫詳細 IP 地址、網關等字段，點擊提交，配置信息將自動上傳并保存在芯片內存中。配置完畢或再次長按按鍵可以退出網絡配置模式。