嵌入式项目推荐:智能工业监控终端
项目功能:该项目是一款用于工业现场的智能监控终端,能够实时采集多路传感器数据(温度、湿度、压力、振动等),通过无线网络将数据上传到云端,并提供本地触摸屏可视化界面,实现数据监控、告警提示及历史数据回溯。
实现方法与技术方案:
- 系统架构与启动流程(Bootloader)使用自定义 Bootloader,实现设备上电自检、固件完整性校验、支持 OTA 升级。Bootloader 会检测 SD 卡或 Flash 中的最新固件,如果检测通过则跳转到主应用,否则进入安全模式,保证设备可控性。技术:裸机 C、Flash 写保护、CRC 校验。
- 实时任务管理(FreeRTOS)系统采用 FreeRTOS 管理任务,主要包括:数据采集任务:周期性读取传感器数据网络通信任务:处理 MQTT 消息收发显示刷新任务:驱动 LVGL 绘制触摸屏界面告警处理任务:实时检测阈值并触发告警技术:任务优先级划分、信号量与队列通信、内存池管理。
- 本地人机界面(LVGL)采用 LVGL 库实现触摸屏交互,界面包括:实时数据图表告警状态指示历史数据回溯翻页系统设置界面技术:LVGL 控件、定时刷新、事件回调处理。
- 云端通信(MQTT)通过 MQTT 协议实现设备与云端的数据交互:发布传感器数据到云端主题订阅控制命令,实现远程控制和参数下发技术:MQTT 协议栈(如 Paho Embedded C)、TCP/IP 连接管理、网络异常重连机制。
- 数据存储与管理本地采用 Flash 存储关键数据和历史采样数据支持循环覆盖机制,保证长期运行不会溢出技术:Flash 文件系统、 wear leveling。
用到的关键技术:
- Bootloader 固件管理与 OTA 升级
- FreeRTOS 多任务、信号量、队列、定时器
- MQTT 云端通信与消息队列管理
- LVGL 本地触摸屏界面开发
- Flash 数据存储、CRC 校验
- 传感器接口驱动(I2C/SPI/ADC)
实现效果:
- 设备可稳定运行数月不重启,支持 OTA 升级
- 实时数据采集与显示刷新不卡顿
- 云端数据实时可视化,支持远程告警与控制
- 系统整体可维护性高,模块化设计方便后续扩展