應(yīng)用背景

??無(wú)論是在家里還是在公司，安防都尤為的重要，與其亡羊補(bǔ)牢，更重要的是防患于未然。安全是目的，防范是手段。通過(guò)防范的手段達(dá)到或?qū)崿F(xiàn)安全的目的，就是安全防范的基本內(nèi)涵。
??本項(xiàng)目就是基于安防的大背景設(shè)計(jì)的一款智能安防系統(tǒng)，目前提供的功能有紅外檢測(cè)，有毒氣體及煙霧檢測(cè)，后續(xù)還會(huì)對(duì)項(xiàng)目功能有所完善。

實(shí)現(xiàn)功能

紅外檢測(cè)

??紅外檢測(cè)使用的是HC-SR501模塊，傳感器在檢測(cè)到紅外信號(hào)后，會(huì)觸發(fā)高電平，將高電平信號(hào)送入蜂鳴器（本項(xiàng)目使用的是有源高電平觸發(fā)蜂鳴器），進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)紅外信號(hào)消失后，會(huì)返回低電平，將低電平信號(hào)送入蜂鳴器，停止報(bào)警。

有毒氣體及煙霧檢測(cè)

??有毒氣體及煙霧檢測(cè)使用的是MQ-2模塊（大家如果想實(shí)現(xiàn)別的功能檢測(cè)還可以使用MQ系列的其他模塊），在檢測(cè)到有毒氣體或煙霧時(shí)，輸出的模擬量會(huì)變大，根據(jù)不同的使用環(huán)境，我們可以通過(guò)調(diào)整代碼實(shí)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警。

系統(tǒng)框架

RT-Thread使用情況

??基于官方文檔的試?yán)鼶emo開(kāi)發(fā)，使用了FSP。

模塊介紹

HC-SR501

產(chǎn)品特點(diǎn)

??HC-SR501是基于紅外線技術(shù)的自動(dòng)控制模塊，采用LHI778探頭設(shè)計(jì)，靈敏度高，可靠性強(qiáng)，超低電壓工作模式，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)自動(dòng)感應(yīng)電器設(shè)備，尤其是干電池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品。

實(shí)物圖片

電氣參數(shù)

MQ-2

產(chǎn)品特點(diǎn)

??MQ-2氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。MQ-2氣體傳感器對(duì)丙烷、煙霧的靈敏度高，對(duì)天然氣和其它可燃蒸氣的檢測(cè)也很理想。這種傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。

實(shí)物圖片

電氣參數(shù)

所需軟硬件

軟件

??RT-Thread Studio，F(xiàn)SP。

硬件

??CPK-RA6M4開(kāi)發(fā)板，USB轉(zhuǎn)串口工具，HC-SR501，MQ-2，蜂鳴器，USB數(shù)據(jù)線，杜邦線若干。

作品完整圖片

視頻演示效果

??基于RT-Thread+RA6M4的智能安防系統(tǒng)：https://www.bilibili.com/video/BV16T411G7PF?share_source=copy_web

代碼地址

??Intelligent_security_system：https://gitee.com/tom-onemore/intelligent_security_system

項(xiàng)目過(guò)程

1. 開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建

??首先請(qǐng)參考官方教程搭建好環(huán)境：https://mp.weixin.qq.com/s/phEV5jGjTOoe7Y0ihI6ftg

2. 新建RT-Thread標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目

??首先，我們打開(kāi)RT-Thread Studio，文件—新建—RT-Thread 項(xiàng)目。

??接著，在彈出的框中我們依次選擇基于開(kāi)發(fā)板，起項(xiàng)目名稱(chēng)（自擬），其余保持默認(rèn)（最好也檢查一下），點(diǎn)擊完成。

??等待進(jìn)度條走完，項(xiàng)目創(chuàng)建成功，在Studio左側(cè)的項(xiàng)目資源管理器中可以找到我們新建的項(xiàng)目。打開(kāi)項(xiàng)目文件夾，在src文件夾中新建一個(gè).c文件。

??文件名自擬，點(diǎn)擊完成。

??輸入以下代碼，點(diǎn)擊保存。

/*
 * Copyright (c) 2006-2021, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2022-06-21     Tom_onemore       the first version
 */
#include 
#include 
#include "hal_data.h"

#define ADC_DEV_NAME        "adc0"                      /* ADC 設(shè)備名稱(chēng) */
#define ADC_DEV_CHANNEL_1   0                           /* ADC 通道 HC-SR501 */
#define ADC_DEV_CHANNEL_2   1                           /* ADC 通道 MQ-2 */
#define BUZZER              BSP_IO_PORT_06_PIN_11       /* 蜂鳴器I/O引腳 */

static int adc_vol_sample(int argc, char *argv[])
{
    rt_adc_device_t adc_dev;
    rt_uint32_t value1, vol1, value2, vol2;
    rt_err_t ret1 = RT_EOK;
    rt_err_t ret2 = RT_EOK;

    /* 查找設(shè)備 */
    adc_dev = (rt_adc_device_t)rt_device_find(ADC_DEV_NAME);
    if (adc_dev == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("adc sample run failed! can't find %s device!\n", ADC_DEV_NAME);
        return RT_ERROR;
    }

    /* 初始化蜂鳴器引腳為低電平 */
    rt_pin_write(BUZZER, PIN_LOW);

    while(1)
        {
            /* 使能設(shè)備 */
            ret1 = rt_adc_enable(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL_1);
            ret2 = rt_adc_enable(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL_2);
            /* 讀取采樣值 */
            value1 = rt_adc_read(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL_1);
            value2 = rt_adc_read(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL_2);
            rt_kprintf("the value1 is :%d  the value2 is :%d \n", value1,value2);

            /* 轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)電壓值，3.3V對(duì)應(yīng)12位最大值4096，數(shù)據(jù)精度乘以100保留2位小數(shù) */
            vol1 = value1 * 330 / 4096;
            vol2 = value2 * 330 / 4096;
            rt_kprintf("the voltage1 is :%d.%02d  the voltage2 is :%d.%02d\n", vol1 / 100, vol1 % 100, vol2 / 100, vol2 % 100);
            if (vol1 > 3.3 || vol2 > 13 )
                {
                    rt_pin_write(BUZZER, PIN_HIGH); /*打開(kāi)蜂鳴器*/
                }
            else
                {
                    rt_pin_write(BUZZER, PIN_LOW); /*關(guān)閉蜂鳴器*/
                }
        }

    /* 關(guān)閉通道 */
    ret1 = rt_adc_disable(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL_1);
    ret2 = rt_adc_disable(adc_dev, ADC_DEV_CHANNEL_2);
    return ret1;
    return ret2;
}
/* 導(dǎo)出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(adc_vol_sample, adc voltage convert sample);

??接著我們打開(kāi)FSP，會(huì)跳出一個(gè)彈窗提示，點(diǎn)擊“是”，然后選擇FSP的安裝文件夾，點(diǎn)擊“選擇文件夾”，等待進(jìn)入FSP即可。

??下圖為FSP界面。

??選擇Pins，在Pin Selection中依次點(diǎn)擊Peripherals—Analog:ADC—ADC0，然后再Pin Configuration中將P002~P005上鎖。

??接著選擇Stacks，在右上角點(diǎn)擊New Stack—Analog—ADC(a_adc)。

??在左下角Settings中，點(diǎn)擊Common—Parameter Checking，將Value改為Enabled。

??然后點(diǎn)擊Module g_adc0 ADC(r_adc)—Input—Channel Scan Mask(channel availability varies by MCU)，將Channel 0和Channel 1打√，然后保存，點(diǎn)擊右上角Generate Project Content，關(guān)閉FSP。

??接著我們回到Studio中，在新建的項(xiàng)目下，進(jìn)入RT-Thread Settings，找到組件和服務(wù)層，鼠標(biāo)放到Pins上，會(huì)彈出候選框，選擇配置項(xiàng)。然后選擇硬件，點(diǎn)擊芯片設(shè)備驅(qū)動(dòng)，打開(kāi)Enable ADC，接著打開(kāi)Enable ADC0，保存。

??回到我們剛剛新建的.c文件，點(diǎn)擊編譯，控制臺(tái)顯示0 errors, 0 warnings，到這里我們的代碼部分完成，將程序下載到開(kāi)發(fā)板，可以正常工作，具體代碼和演示請(qǐng)參考上文的代碼和視頻地址。

3. 接線方式

參考資料

1. ADC設(shè)備：https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/device/adc/adc
2. CPK-RA6M4介紹：https://www2.renesas.cn/jp/zh/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/cpk-ra6m4-evaluation-board
3. CPK-RA6M4用戶手冊(cè)：https://www2.renesas.cn/cn/zh/document/mah/1527156?language=zh&r=1527191
4. CPK-RA6M4原理圖：https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/460d66bee9aa09a6036f302890ebc737.pdf
5. RT-Thread BSP：https://gitee.com/rtthread/rt-thread/tree/gitee_master/bsp/renesas
6. RT-Thread 官網(wǎng)：https://club.rt-thread.org/index.html
7. 瑞薩電子官網(wǎng)：https://www2.renesas.cn/cn/zh

致謝

??感謝主辦方及一切幫助過(guò)我的人。

審核編輯：符乾江