基于RT-Thread和FRDM-MCXA156的智能頭盔傳感器數據采集系統 | 技術集結

+------------------+     +------------------+     +------------------+|   傳感器層        |     |   應用層          |     |   通信層          |+------------------+     +------------------+     +------------------+| drv_mq2.c        | --> | MQ2_app.c        |     |                  || drv_dht11.c      | --> | dht11_app.c      | --> | esp_app.c        | --> 華為云IoT| drv_max30102.c   | --> | max30102_app.c   |     | (MQTT上報)        || (UART接收)        | --> | ATGM336H_app.c   |     |                  |+------------------+    +------------------+     +------------------+

frdm-mcxa156/├── applications/           # 應用層代碼│   ├── main.c             # 主函數入口│   ├── mydefine.h         # 通用頭文件定義│   ││   ├── drv_dht11.c/h      # DHT11 驅動層│   ├── dht11_app.c/h      # DHT11 應用層│   ││   ├── drv_mq2.c/h        # MQ2 驅動層│   ├── MQ2_app.c/h        # MQ2 應用層│   ││   ├── drv_max30102.c/h   # MAX30102 驅動層│   ├── max30102_app.c/h   # MAX30102 應用層│   ││   ├── ATGM336H_app.c/h   # GPS模塊應用層│   ││   ├── esp_app.c/h        # ESP01S WiFi/MQTT通信│   ││   ├── adc_app.c/h        # ADC采集封裝│   └── uart_app.c/h       # 串口工具函數│├── board/                  # 板級支持包│   ├── board.c/h          # 板級初始化│   ├── Kconfig            # 硬件配置菜單│   ├── MCUX_Config/       # NXP MCUXpresso配置│   │   └── board/│   │       ├── clock_config.c/h   # 時鐘配置│   │       └── pin_mux.c/h        # 引腳復用配置│   └── linker_scripts/    # 鏈接腳本│├── packages/               # RT-Thread軟件包│   ├── nxp-mcx-cmsis-latest/     # NXP CMSIS支持│   └── nxp-mcx-series-latest/    # NXP MCX系列驅動│├── .config                # RT-Thread配置文件├── rtconfig.h             # RT-Thread配置頭文件├── Kconfig                # 頂層配置菜單├── SConstruct             # SCons構建主文件├── project.uvprojx        # Keil MDK工程文件└── rtthread.elf/bin       # 編譯輸出文件

typedefstruct {    rt_base_t dopin;    // 數字輸出引腳    float adc_val;      // ADC原始值    float ch4ppm;       // 甲烷濃度 (ppm)} mq2_device_t;

// 初始化MQ2設備rt_err_tmq2_init(mq2_device_t *dev, rt_base_t dopin);// 讀取氣體濃度mq2_result_tMQ2_GetPmm(mq2_device_t *dev);// 獲取當前甲烷濃度 (應用層接口)floatmq2_get_ch4ppm(void);

typedefstruct {    rt_base_t pin;          // 數據引腳    rt_uint8_t humidity;    // 濕度整數部分    rt_uint8_t temperature; // 溫度整數部分} dht11_device_t;

// 初始化DHT11設備rt_err_tdht11_init(dht11_device_t *dev, rt_base_t pin);// 讀取溫濕度數據dht11_result_tdht11_read(dht11_device_t *dev, rt_uint8_t *temp, rt_uint8_t *humi);// 獲取當前溫度 (應用層接口)rt_uint8_tdht11_get_temperature(void);// 獲取當前濕度 (應用層接口)rt_uint8_tdht11_get_humidity(void);

typedefstruct {    structrt_i2c_bus_device *i2c_bus;  // I2C總線句柄    rt_mutex_t lock;                     // 互斥鎖    rt_uint8_t addr;                     // I2C地址    rt_bool_t initialized;               // 初始化標志} max30102_device_t;

// 初始化MAX30102設備max30102_device_t *max30102_init(constchar *i2c_bus_name);// 從FIFO讀取LED數據rt_err_tmax30102_read_fifo(max30102_device_t *dev,                            rt_uint32_t *red_led,                            rt_uint32_t *ir_led);// 獲取心率 (應用層接口)rt_uint32_tmax30102_get_heart_rate(void);

typedefstruct {    char GPS_Buffer[80];    // GPS原始數據緩沖    char isGetData;         // 數據接收標志    char isParseData;       // 數據解析標志    char UTCTime[11];       // UTC時間    char latitude[11];      // 緯度字符串    char N_S[2];            // 南北半球    char longitude[12];     // 經度字符串    char E_W[2];            // 東西半球    char isUsefull;         // 定位有效標志} _SaveData;typedefstruct {    float latitude;         // 緯度 (十進制度)    float longitude;        // 經度 (十進制度)    char N_S;               // 南北半球標識    char E_W;               // 東西半球標識} LatitudeAndLongitude_s;

#define WIFI_NAME               "LP11"#define WIFI_PWD                "123456aa"#define HUAWEI_MQTT_ADDRESS     "e8b7ac5772.st1.iotda-device.cn-east-3.myhuaweicloud.com"#define HUAWEI_MQTT_PORT        1883

// 發送AT指令voidesp_send(constchar *data);// 上報傳感器數據到云端intesp_report(float density, int hr, int temp, int humi);

{  "services": [{    "service_id": "BasedData",    "properties": {      "density": 100.5,      "heart_rate": 75,      "temperature": 25,      "humidity": 60    }  }]}

# 配置scons --menuconfig# 編譯scons# 清理scons -c

# 串口配置CONFIG_BSP_USING_UART0=y    # 調試串口CONFIG_BSP_USING_UART1=y    # ESP01SCONFIG_BSP_USING_UART2=y    # GPS模塊# I2C配置CONFIG_BSP_USING_I2C0=y     # MAX30102# ADC配置CONFIG_BSP_USING_ADC0_CH0=y # MQ2模擬輸出

// MQ2_app.c#define MQ2_DATA_PIN     ((3*32)+7)    // P3_7// dht11_app.c#define DHT11_DATA_PIN   ((3*32)+6)    // P3_6// max30102_app.c#define MAX30102_INT_PIN ((1*32)+13)   // P1_13

[傳感器采集] --> [全局變量更新] --> [esp_thread_entry讀取] --> [esp_report上報] --> [華為云]時序:1. 各傳感器線程周期性采集數據，更新全局變量2. ESP線程在主循環中讀取全局變量3. 調用 esp_report() 構造MQTT消息并發送4. 華為云IoT平臺接收并存儲數據

mydefine.h (基礎定義)    ├── drv_dht11.h    ├── drv_mq2.h    ├── drv_max30102.h    │    ├── dht11_app.h  --> dht11_app.c    ├── MQ2_app.h    --> MQ2_app.c    ├── max30102_app.h --> max30102_app.c    ├── ATGM336H_app.h --> ATGM336H_app.c    │    └── esp_app.h    --> esp_app.c (引用所有傳感器數據)