本帖最后由 极致创客 于 2022-9-10 16:45 编辑
#申请原创# 智能综合箱系统
一 项目简介
本次测评基于实际项目开发，针对采集箱系统功能单一，智能化程度低，缺乏友好的人机交互界面等特点，设计一款一体化智能综合箱系统，主要实现接入设备的本地控制，整机系统的电能监测，设备状态在线监测等基本功能，可以为外接设备如摄像机、情报板等设备的安全、可靠运行提供保障，并可与运维管理平台对接，实现告警信息推送。所有信息在GUI界面上显示，从而保证整个系统的及时性、可靠性，连续性和智能性，节省大量的人力及经济成本。
二 方案设计
1 系统功能
从需求分析可以得出，本次项目主要完成设备的本地控制，电能监测，设备状态在线监测等功能。所有信息在触摸屏上显示，同时上传到远程运维平台，达到无人值守的目的。
2 硬件系统结构图
硬件部分由STM32H750主控芯片，触摸屏，电能计量模块，网络接口，水浸跟箱门开关，温湿度传感器，按键以及外设驱动等组成。
三 模块介绍
1 主控模块
STM32H750基于ARM®Cortex®-M7内核的高性能超值系列MCU,在400MHz的CPU主频下，从Flash执行程序时，能够实现2020CoreMark/856DMIPS的性能，利用其L1缓存实现了零等待执行。在运行模式（外设关闭）下，VDD=3.3V且温度为25°C时的典型功耗值为263µ/MHz•待机模式（低功耗模式）下的功耗典型值为4µA，新型LCD-TFT控制器充分利用ChromARTAccelerator™技术支持双层图形处理。借助该图形加速器使得图形内容创建速度是仅仅运行内核时的两倍。除了实现高效的2-D原始数据复制以外，Chrom-ART加速器还支持其它功能，比如图像格式转换或图像混合（透明度混合）。总之，Chrom-ART加速器大大提高了图形内容创建速度，释放更多MCU内核带宽给其它应用程序。此外，STM32H750系列还嵌入了1个JPEG硬件加速器，用于进行快速JPEG编解码以减轻CPU负荷供其他任务使用。
2 电能计量模块
单相交直流自适应电能计量模块IM1266，是深圳艾锐达光电有限公司为产品用电情况监控而研发的模块。可测量电压，电流，功率，功率因数，频率等电气数据，通过串口与单片机通讯，实现自动化数据采集及监控功能。
与STM32H750B-DK开发板连接示意图如下所示
四 GUI设计
1 开机界面
实现开机后进入待机状态，显示当前时间，天气状态，箱体环境温湿度，在界面设计中，利用TouchGFX的数字时钟控件显示网络时间，文本控件显示温湿度，天气状况。
2 设备控制界面
通过放置按钮控件，分别控制8路i/o口的状态。
3 动环监测界面
利用文本控件和图像控件，显示当前水浸，防雷器，箱门，网络等运行状态以及箱内温湿度
实际测量显示界面
4 电能监测界面
使用文本控件显示整机系统当前电压，电流，功率，电量，频率，功率因数等参数，仿真界面如下
实际测量显示电能参数
五 代码实现
由于项目还未交付，后期提供关键代码
六 效果演示
STM32H750B-DK读取电能计量模块的测试结果
1 发送读取数据指令
2 LM1266返回读取到的数据
3 GUI界面在开发板上的显示
视频演示地址：
七 测评总结
基于STM32H7系列MCU在工业自动化领域的广泛应用，挖掘MCU的动环控制特性以及在GUI方面的优异表现。本次测评基于STM32H750B-DK开发板，充分利用了STM32的硬件图形外设Chrom-ARTAccelerator图形加速器（DMA2D），利用这个加速器可以将CPU负载从80%降低到10%左右，使CPU有足够的性能处理与自动化相关的任务。行GUI开发采用TouchGFX，它是一款针对STM32微控制器进行了优化的免费高级图形软件框架，只需将按钮、滑块和文本视图等即用型和可自定义的小部件轻松拖放到画布上即可，大大简化GUI开发。
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