智能烧水壶(WIFI版)03——温度采集和过温报警功能实现篇

前言

前面我们已经创建好产品并建立起app端和设备端的连接，接下来我们将实现智能烧水壶的温度采集和过温报警功能。

一、智能烧水壶的功能设定

• 智能烧水壶的功能设定如下表，我们将整个智能烧水壶拆分成几个模块，逐个实现功能；本文实现烧水壶的温度采集和声音报警功能，温度采集主要用于水温的温控调节，当温度高于105摄氏度时说明水壶已经处于干烧状态，此时蜂鸣器进行声音报警。

二、温度采集的方案制定

1.温度采集原理

本案例中温度采集方案是使用热敏电阻，热敏电阻在不同温度下有不同的阻值，根据此特性，通过电路设计和软件程序配合采集到热敏电阻的阻值，从而计算出当前的温度值。
采样电路图如下：R8为10k的定值电阻，R6为热敏电阻（常温为100k阻值），ADC是电压采样点，采集电压后，根据欧姆定律即可算出热敏电阻的阻值。

• 得到热敏电阻阻值Rt,根据B3950的热敏曲线即可算出当前温度值。
  
  上图是该系列热敏电阻的热敏曲线

上述参数含义
R0:25℃下的电阻阻值  本文中选用的热敏电阻在25℃阻值为10k
R：当前温度下电阻的阻值
T0：开尔文温度(273.15+25)
T：开尔文温度(273.15+当前摄氏度温度)
B:	热敏特性常数
exp:e^n(e的n次方)

通过采样电路采样热敏电阻两端的电压，从而计算出R的阻值，再根据R的阻值计算当前的温度
R=R0 expB (1/T-1/T0) ||\/
T=1/（ln（R/R0）/B+1/T0)近似为T=1/（log（R/R0）/B+1/T0)
得到的T为开尔文温度，换算成摄氏度即
temp = T - 273.15

测温原理已经知道了，接下来是软件实现阶段。

2.软件方案设定

上一篇文章我们对现有的tuya_demo_template工程进行了修改，实现了一个基础的嵌入式框架，现在我们在此基础上进行开发，实现温度采集功能。

• 所用的SOC引脚图如下：
  
• 温度采集方案设定
  根据上面所述的测温原理可以知道，我们需要使用AD采集功能，测量出热敏电阻的两端电压；故我们使用所选SOC自带的ADC采样功能进行电压采集，此SOC自带12位精度的ADC，可以满足我们的采样精度。
  得到电压后，按照上述原理所推出的公式进行C语言代码实现，计算出当前温度值。
• 无源蜂鸣器驱动。采用频率为5K的脉冲驱动蜂鸣器，本案例中蜂鸣器用于按键按下提示音以及高温报警功能。

三、功能实现

1.代码实现

• 在工程里建立几个文件，b3950.c 、kettle_app.c、timer.c、gpio_control.c，最后的文件组成如下：

├── src	
|    ├── tuya_drive
|    |  	└── b3950
|    |    		└── b3950.c           //温度传感器驱动相关
|    |  	└── gpio_control
|    |    		└── gpio_control.c           //gpio 控制相关
|    |  	└── timer
|    |    		└── timer.c           //定时器相关
|    ├── tuya_device.c             //应用层入口文件
|    └── kettle_app.c            //智能烧水壶主要应用文件
|
├── include				//头文件目录
|    ├── tuya_drive_h
|    |  	└── b3950_h
|    |    		└── b3950.h   
|    |  	└── gpio_control_h
|    |    		└── gpio_control.h           
|    |  	└── timer_h
|    |    		└── timer.h           //定时器相关   
|    ├── tuya_device.h                
|    └── kettle_app.h       
|
└── output              //编译产物

其中b3950.c文件中的内容主要是实现温度采集的代码，kettle_app.c 文件主要是智能烧水壶的应用代码，timer.c函数中是定时器的相关代码，主要用于驱动无源蜂鸣器的频率产生。

b3950.c中函数实现如下：

//初始化adc设备
void b3950_init(void)
{/*create adc device,get handle*/temper_adc = (tuya_adc_t *)tuya_driver_find(TUYA_DRV_ADC, TUYA_ADC2);/*adc_dev cfg*/TUYA_ADC_CFG(temper_adc, TUYA_ADC2, 0