2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了“物联网”的概念。
报告指出,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加广泛的应用
物联网是一个行业的统称,比如说汽车、水稻、互联网等行业一样,不是某个组织也不是某个公司。
物联网的定义:物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是:“Internet of things(IoT)”。
顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。
物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新20是物联网发展的灵魂。
扩展资料:
物联网的应用领域涉及到方方面面,在工业、农业、环境、交通、物流、安保等基础设施领域的应用,有效的推动了这些方面的智能化发展,使得有限的资源更加合理的使用分配,从而提高了行业效率、效益。
在家居、医疗健康、教育、金融与服务业、旅游业等与生活息息相关的领域的应用,从服务范围、服务方式到服务的质量等方面都有了极大的改进,大大的提高了人们的生活质量; 在涉及国防军事领域方面,虽然还处在研究探索阶段。
但物联网应用带来的影响也不可小觑,大到卫星、导d、飞机、潜艇等装备系统,小到单兵作战装备,物联网技术的嵌入有效提升了军事智能化、信息化、精准化,极大提升了军事战斗力,是未来军事变革的关键。
智能交通
物联网技术在道路交通方面的应用比较成熟。随着社会车辆越来越普及,交通拥堵甚至瘫痪已成为城市的一大问题。对道路交通状况实时监控并将信息及时传递给驾驶人,让驾驶人及时作出出行调整,有效缓解了交通压力;
高速路口设置道路自动收费系统(简称ETC),免去进出口取卡、还卡的时间,提升车辆的通行效率;公交车上安装定位系统,能及时了解公交车行驶路线及到站时间,乘客可以根据搭乘路线确定出行,免去不必要的时间浪费。
社会车辆增多,除了会带来交通压力外,停车难也日益成为一个突出问题,不少城市推出了智慧路边停车管理系统,该系统基于云计算平台,结合物联网技术与移动支付技术,共享车位资源,提高车位利用率和用户的方便程度。
该系统可以兼容手机模式和射频识别模式,通过手机端APP软件可以实现及时了解车位信息、车位位置,提前做好预定并实现交费等等 *** 作,很大程度上解决了“停车难、难停车”的问题 。
智能家居
智能家居就是物联网在家庭中的基础应用,随着宽带业务的普及,智能家居产品涉及到方方面面。 家中无人,可利用手机等产品客户端远程 *** 作智能空调,调节室温,甚者还可以学习用户的使用习惯。
从而实现全自动的温控 *** 作,使用户在炎炎夏季回家就能享受到冰爽带来的惬意;通过客户端实现智能灯泡的开关、调控灯泡的亮度和颜色等等;
插座内置Wifi,可实现遥控插座定时通断电流,甚者可以监测设备用电情况,生成用电图表让你对用电情况一目了然,安排资源使用及开支预算;智能体重秤,监测运动效果。内置可以监测血压、脂肪量的先进传感器,内定程序根据身体状态提出健康建议;;
智能牙刷与客户端相连,供刷牙时间、刷牙位置提醒,可根据刷牙的数据生产图表,口腔的健康状况; 智能摄像头、窗户传感器、智能门铃、烟雾探测器、智能报警器等都是家庭不可少的安全监控设备,你及时出门在外,以在任意时间、地方查看家中任何一角的实时状况,任何安全隐患。
看似繁琐的种种家居生活因为物联网变得更加轻松、美好 。
公共安全
近年来全球气候异常情况频发,灾害的突发性和危害性进一步加大,网可以实时监测环境的不安全性,情况提前预防、实时预警、及时采取应对措施,降低灾害对人类生命财产的威胁。
美国布法罗大学早在 2013 年就提出研究深海互联网项目,过特殊处理的感应装置置于深海处,时分析水下相关情况,洋污染的防治、海底资源的探测、甚至对海啸也可以提供更加可靠的预警。该项目在当地湖水中进行试验,得了成功,一步扩大使用范围提供了基础。
利用物联网技术可以智能感知大气、土壤、森林、水资源等方面各指标数据,善人类生活环境发挥巨大作用。
参考资料来源:物联网_百度百科
本实验采用W25Q64芯片W25Q64是华邦公司推出的大容量SPI
FLASH产品,其容量为64Mb。该25Q系列的器件在灵活性和性能方面远远超过普通的串行闪存器件。W25Q64将8M字节的容量分为128个块,每个块大小为64K字节,每个块又分为16个扇区,每个扇区4K个字节。W25Q64的最小擦除单位为一个扇区,也就是每次必须擦除4K个字节。所以,这需要给W25Q64开辟一个至少4K的缓存区,这样必须要求芯片有4K以上的SRAM才能有很好的 *** 作。
W25Q64的擦写周期多达10W次,可将数据保存达20年之久,支持27~36V的电压,支持标准的SPI,还支持双输出/四输出的SPI,最大SPI时钟可达80Mhz。
一。SPI接口原理
(一)概述
高速,全双工,同步的通信总线。
全双工:可以同时发送和接收,需要2条引脚
同步: 需要时钟引脚
片选引脚:方便一个SPI接口上可以挂多个设备。
总共四根引脚。
(二)SPI内部结构简明图
MISO: 做主机的时候输入,做从机的时候输出
MOSI:做主机的时候输出,做从机的时候输入
主机和从机都有一个移位寄存器,在同一个时钟的控制下主机的最高位移到从机的最高位,同时从机的最高位往前移一位,移到主机的最低位。在一个时钟的控制下主机和从机进行了一个位的交换,那么在8个时钟的控制下就交换了8位,最后的结果就是两个移位寄存器的数据完全交换。
在8个时钟的控制下,主机和从机的两个字节进行了交换,也就是说主机给从机发送一个字节8个位的同时,从机也给主机传回来了8个位,也就是一个字节。
(三)SPI接口框图
上面左边部分就是在时钟控制下怎么传输数据,右边是控制单元,还包括左下的波特率发生器。
(四)SPI工作原理总结
(五)SPI的特征
(六)从选择(NSS)脚管理
两个SPI通信首先有2个数据线,一个时钟线,还有一个片选线,只有把片选拉低,SPI芯片才工作,片选引脚可以是SPI规定的片选引脚,还可以通过软件的方式选择任意一个IO口作为片选引脚,这样做的好处是:比如一个SPI接口上挂多个设备,比如挂了4个设备,第二个用PA2,第三个用PA3,第四个用PA4作为片选,我们
跟第二个设备进行通信的时候,只需要把第二个片选选中,比如拉低,其他设备的片选都拉高,这样就实现了一个SPI接口可以连接个SPI设备,战舰开发板上就是通过这种方法来实现的。
(七)时钟信号的相位和极性
时钟信号的相位和极性是通过CR寄存器的 CPOL 和 CPHA两个位确定的。
CPOL:时钟极性,设置在没有数据传输时时钟的空闲状态电平。CPOL置0,SCK引脚在空闲时为低电平,CPOL置1,SCK引脚在空闲时保持高电平。
CPHA:时钟相位 设置时钟信号在第几个边沿数据被采集
CPHA=1时:在时钟信号的第二个边沿
CPOL=1,CPHA=1,
CPOL=1表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为高电平。如果CPHA=1,那么数据就在时钟信号的第二个边沿即上升沿的时候被采集。
CPOL= 0,CPHA=1, CPOL=0表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为低电平。
如果CPHA=1,那么数据就在时钟信号的第二个边沿即下降沿的时候被采集。
CPHA=0时:在时钟信号的第一个边沿
CPOL=1,CPHA=0,
CPOL=1表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为高电平。如果CPHA=1,那么数据就在时钟信号的第一个边沿即下降沿的时候被采集。
CPOL= 0,CPHA=0, CPOL=0表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为低电平。
如果CPHA=1,那么数据就在时钟信号的第一个边沿即上升沿的时候被采集。
为什么要配置这两个参数
因为SPI外设的从机的时钟相位和极性都是有严格要求的。所以我们要根据选择的外设的时钟相位和极性来配置主机的相位和极性。必须要与从机匹配。
(八)数据帧的格式和状态标志
数据帧格式:根据CR1寄存器的LSBFIRST位的设置,数据可以MSB在前也可以LSB在前。
根据CR1寄存器的DEF位,每个数据帧可以是8位或16位。
(九)SPI中断
(十)SPI引脚配置 (3个SPI)
引脚的工作模式设置
引脚必须要按照这个表格配置。
二。SPI寄存器库函数配置
(一)常用寄存器
(二)SPI相关库函数
STM32的SPI接口可以配置为支持SPI协议或者支持I2S音频协议。默认是SPI模式,可以通过软件切换到I2S方式。
常用的函数:
1 void SPI_Init(SPI_TypeDef SPIx, SPI_InitTypeDef
SPI_InitStruct);//SPI的初始化
2 void SPI_Cmd(SPI_TypeDef SPIx, FunctionalState NewState); //SPI使能
3 void SPI_I2S_ITConfig(SPI_TypeDef SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT,
FunctionalState NewState); //开启中断
4 void SPI_I2S_DMACmd(SPI_TypeDef SPIx, uint16_t SPI_I2S_DMAReq,
FunctionalState NewState);//通 过DMA传输数据
5 void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef SPIx, uint16_t Data); //发送数据
6 uint16_t SPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef SPIx); //接收数据
7 void SPI_DataSizeConfig(SPI_TypeDef SPIx, uint16_t SPI_DataSize);
//设置数据是8位还是16位
8 其他几个状态函数
void SPI_Init(SPI_TypeDef SPIx, SPI_InitTypeDef
SPI_InitStruct);//SPI的初始化
结构体成员变量比较多,这里我们挑取几个重要的成员变量讲解一下:
第一个参数 SPI_Direction 是用来设置 SPI 的通信方式,可以选择为半双工,全双工,以及串行发和串行收方式,这里我们选择全双工模式
SPI_Direction_2Lines_FullDuplex。
第二个参数 SPI_Mode 用来设置 SPI 的主从模式,这里我们设置为主机模式 SPI_Mode_Master,当然有需要你也可以选择为从机模式
SPI_Mode_Slave。
第三个参数 SPI_DataSiz 为 8 位还是 16 位帧格式选择项,这里我们是 8 位传输,选择SPI_DataSize_8b。
第四个参数 SPI_CPOL 用来设置时钟极性,我们设置串行同步时钟的空闲状态为高电平所以我们选择 SPI_CPOL_High。
第五个参数 SPI_CPHA
用来设置时钟相位,也就是选择在串行同步时钟的第几个跳变沿(上升或下降)数据被采样,可以为第一个或者第二个条边沿采集,这里我们选择第二个跳变沿,所以选择
SPI_CPHA_2Edge
第六个参数 SPI_NSS 设置 NSS 信号由硬件(NSS 管脚)还是软件控制,这里我们通过软件控
制 NSS 关键,而不是硬件自动控制,所以选择 SPI_NSS_Soft。
第七个参数 SPI_BaudRatePrescaler 很关键,就是设置 SPI 波特率预分频值也就是决定 SPI 的时
钟的参数 , 从不分频道 256 分频 8 个可选值,初始化的时候我们选择 256 分频值
SPI_BaudRatePrescaler_256, 传输速度为 36M/256=140625KHz。
第八个参数 SPI_FirstBit 设置数据传输顺序是 MSB 位在前还是 LSB 位在前, ,这里我们选择
SPI_FirstBit_MSB 高位在前。
第九个参数 SPI_CRCPolynomial 是用来设置 CRC 校验多项式,提高通信可靠性,大于 1 即可。
设置好上面 9 个参数,我们就可以初始化 SPI 外设了。
初始化的范例格式为:
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
SPI_InitStructureSPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;
//双线双向全双工
SPI_InitStructureSPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主 SPI
SPI_InitStructureSPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // SPI 发送接收 8 位帧结构
SPI_InitStructureSPI_CPOL = SPI_CPOL_High;//串行同步时钟的空闲状态为高电平
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SPI_InitStructureSPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;//第二个跳变沿数据被采样
SPI_InitStructureSPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS 信号由软件控制
SPI_InitStructureSPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; //预分频
256
SPI_InitStructureSPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //数据传输从 MSB 位开始
SPI_InitStructureSPI_CRCPolynomial = 7; //CRC 值计算的多项式
SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure); //根据指定的参数初始化外设 SPIx 寄存器
(三)程序配置步骤
三。W25Qxx配置讲解
(一)电路图
片选用的PB12
W25Q64 是华邦公司推出的大容量SPI FLASH 产品,W25Q64 的容量为 64Mb,该系列还有 W25Q80/16/32
等。ALIENTEK 所选择的 W25Q64 容量为 64Mb,也就是 8M 字节。(1M=1024K)
W25Q64 将 8M 的容量分为 128 个块(Block),每个块大小为 64K 字节,每个块又分为 16个扇区(Sector),每个扇区 4K
个字节。W25Q64 的最少擦除单位为一个扇区,也就是每次必须擦除 4K 个字节。这样我们需要给 W25Q64 开辟一个至少 4K 的缓存区,这样对 SRAM
要求比较高,要求芯片必须有 4K 以上 SRAM 才能很好的 *** 作。
W25Q64 的擦写周期多达 10W 次,具有 20 年的数据保存期限,支持电压为 27~36V,W25Q64 支持标准的
SPI,还支持双输出/四输出的 SPI,最大 SPI 时钟可以到 80Mhz(双输出时相当于 160Mhz,四输出时相当于 320M),更多的 W25Q64
的介绍,请参考 W25Q64 的DATASHEET。
在往一个地址写数据之前,要先把这个扇区的数据全部读出来保存在缓存里,然后再把这个扇区擦除,然后在缓存中修改要写的数据,然后再把整个缓存中的数据再重新写入刚才擦除的扇区中。
便于学习和参考再给大家分享些spi 的资料
stm32之SPI通信
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物联网是新一代信息技术的重要组成部分,是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。目前,全世界正在进入物联网时代,物联网已成为国家重点发展的战略性新兴产业之一。作为新型城镇化的整体运营商,金诚集团旗下多个产业已经开始布局物联网的实践落地。
物联网的定义
物联网,顾名思义,就是物物相连的互联网,物联网的核心和基础仍然是互联网,只不过终端不再是计算机(PC、服务器),而是嵌入式计算机系统及其配套的传感器,如穿戴设备、环境监控设备、虚拟现实设备等等。
传感器、网络、嵌入式系统是物联网三大关键技术。金诚集团咨询局认为,如果把物联网用人体做一个简单比喻,传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。简而言之,只要有硬件或产品连上网,发生数据交互,就叫物联网。
物联网应用领域
金诚集团咨询局认为物联网正以汽车、城市、外部应用、个人、工作场所等应用领域为代表,为人们生活提供更大便利,提高公共服务资源调配效率,甚至改变日常生活方式(图1)。
图1 物联网九大应用场景
物联网发展空间巨大,产业呈现蓬勃生机
根据最新预测,全球物联网设备的安装基数将从2015 年的154亿台增长到2020 年的307 亿台。到2025 年,这一数字预计将达到754 亿台,未来10 年复合增长率高达1721%。金诚集团咨询局预测到2020 年,出售硬件、软件和综合解决方案的物联网服务供应商年收入可达4708 亿美元,年利润达608亿美元(图2)。
图2 全球物联网设备安装基数预测(十亿台)
金诚集团咨询局认为,随着行业标准完善、技术不断进步和国家政策的扶持,中国的物联网产业呈现出蓬勃生机。根据数据,2015 年产业规模达到7500 亿元人民币,同比增长293%;2016年产业规模达到9300亿元人民币;到2020 年,中国物联网的整体规模将超过183 万亿元(图3)。在万物互联的大趋势下,市场规模将进一步扩大,中国的物联网产业将延续良好的发展势头,为经济持续稳定增长提供新的动力。
图3 中国物联网整体规模及增长预测(亿元)
智慧社区将成为行业新的业绩增长点
智慧社区是指充分利用物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术的集成应用,为社区居民提供一个安全、舒适、便利的现代化、智慧化生活环境,从而形成基于信息化、智能化社会管理与服务的一种新的管理形态的社区。
金诚集团咨询局认为结合目前国内智慧社区的发展形势,为了提高住宅智能化、安全化、能源资源的消耗计量管理与远传抄表系统的建设水平,智能安防、智能消防、“四表集抄”在社区的应用进程不断加快。在各种本地数据采集传输方案中,基于网络建设成本、设备运行安全的考量和保障信息采集传输的实时性等多方面因素,无线通信方案更容易被第三方公司特别是燃气、水务等公司所接受。因此,无线网络传感技术在智能安防、智能消防、“四表集抄”等应用领域的发展将直接为行业带来新的业绩增长。
智慧农业的发展拓宽了行业的市场空间
金诚集团咨询局认为智慧农业立足现代农业,通过结合无线通信传感技术,可以实现对农业生产现场气象、土壤、水源环境的实时监测,并对大棚、温室的灌溉、通风、降温、增温等农业设施实现远程自动化控制。
在畜牧业领域,通过携带承载了牲畜包括品种、来源、免疫状况、健康状况、出生日期、颜色、畜主等个体信息的传感器。通过无线组网技术,能够在一定区域内对每一头牲畜实现准确定位与体温实时监测,及时发现疫情并避免扩散,保持养殖的肉类品质。
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