利用空闲时间分享一款嵌入式项目的开发过程，希望对开发项目感兴趣的小伙伴有所帮助。此项目是跟导师一起做的一款智能采集设备样品，从需求分析，设计方案，模块测试，原理图绘制，PCB制版，功能调试（边焊接边调试），系统集成测试到交付花了差不多三个月的时间，虽然开发过程中有太多的辛酸和困惑，但样机成功交付意外着最大的成功。

一  需求分析
1．技术内容：
      技术服务项目主要完成一体化智能综合箱中的智能采集模块样品，智能采集模块增加了智能配电、在线监控、故障定位、故障修复、远程控制、能耗管理等功能，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，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。

2．技术要求：
     智能采集模块具体功能内容如下：智能采集模块可实现智能告警信息、智能准入、智能识别、智能修复及重启、智能电源管理、智能温控、智能照明、智能布防等多种功能。并可与运维管理平台接口对接，实现告警信息推送。

智能采集模块	外部设备控制	1路AC220V电源输入接口 2路开关量输入接口 1路RS232/485接口
		5路AC220电源输出控制接口； 其中包括：摄像机输出接口、温湿度传感器输出接口、交换机输出接口，预留2路接口。 4路DC12V远程控制输出； 其中包括：蜂鸣器12V接口、照明灯12V接口、预留2路接口 4路3.3V电源控制接口其中包括：柜门3.3V接口、防雷3.3V接口、GAB3.3V接口、水浸接口。 1路SFP百兆光接口 3路RJ45网络接口	可对摄像机等设备远程重启 可对交换机等设备远程重启
	交流电源监测	①电压测量       ②电流测量        ③功率测量 ④电量计量       ⑤功率因数        ⑥频率测量
	动环监测	①温湿度检测      1路 ②箱门状态        1路 ③直流电压检测    1路 ④防雷器状态检测  1路 ⑤水浸检测        1路
	动环控制	①风扇控制        1路 ②照明灯控制      1路 ③直流状态指示灯  1路 ④运行状态指示灯  1路
	显示屏	设计显示屏。可显示电流、电压、功率等参数。
	芯片设计	动环控制功能

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/远程）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  系统结构图

三  模块选型
1 主控芯片
    STM32F103RDT6是一款32位高密度性能微控制器单元，提供3个12位模数转换器与4个通用16位计时器以及2个PMW计时器，以及标准与高级通讯接口，最多2个I2C，3个SPI与2个I2S，1个SDIO，5个USART，1个USB与1个CAN.它包含72MHz运行频率高性能ARM®Cortex®-M0 32位RISC核心，高速嵌入式存储器以及连接至2条APB总线的多种增强型I/O与外设.64引脚通用微控制器单元(MCU)包含384kB闪存.

2  电能计量模块
IM1266 电能计量模块

3  串口屏
产品介绍  
DC24320M028_1110_0X(T/N)（T：电阻；N：无触摸）是一款2.8寸分辨率为 240*320的M型医用级组态串口屏。

4  网络模块
     W5500IO模块是以W5500芯片为核心的以太网最小功能模块。模块集成了以太网RJ-45接口、网络变压器、LDO 等。W5500是WIZnet推出的高性能以太网接口芯片系列之一，内部集成全硬件TCP/IP协议栈+MAC+PHY。全硬件协议栈技术采用硬件逻辑门电路实现复杂的TCP/IP 协议簇，其应用具有简单快速、可靠性高、安全性好等显著优势。

特点
● 全硬件TCP/IP协议栈  – 支持TCP、UDP、ICMP、IPv4、ARP、IGMP、PPPoE协议● 高速SPI主机接口  – SPI 模式：0,3  – 最高80MHz的SPI 时钟● 支持8路独立硬件Socket同时通信，通信效率互不影响● 内部32K字节收发缓存供TCP/IP包处理● 支持掉电模式、网络唤醒● 集成 10BaseT / 100Base-T 以太网 PHY● 支持自动协商（全/半双工，10M/100M)● 网络状态指示灯引脚，包括网络速度指示灯（10M/100M），数据收/发活动指示灯，全/半双工状态指示以及PHY连接状态指示灯● 工作电压5V

四   电路设计
1  STM32最小系统电路图

2  数字量输入模块电路
    输入端采用光耦隔离芯片TLP521-4起到保护作用

3  电能计量电路

4  继电器控制电路

5  网络模块接口，2.8寸屏接口电路如下

6 232/485通讯电路

五  成品展示
串口屏界面显示
动环监测页面主要显示柜门，水浸开关，防雷器和网络状态和箱内温湿度。

电能监测页面显示电参数测量值，包括电压，电流，功率，电量，频率，功率因数等。

设备控制页面主要是对设备的本地控制，包括摄像机，交换机，UPS电源。

视频链接：https://www.bilibili.com/video/B ... 27&unique_k=9ZSPU03

样机整体结构图
箱体装配包括空气开关，自动重合闸保护器，24V变压器，交换机，显示器模块，控制器模块，水浸传感器等。