能耗監(jiān)測系統(tǒng)所涉及到的關鍵技術主要有涉及通信協(xié)議的設計、下位機驅動程序的設計、上位機APP應用程序的設計等。其中，下位機與手機APP通過藍牙模塊實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)傳輸功能。為確保能耗數(shù)據(jù)在傳送過程中的正確性和有效性，需要自定義設計一套通信協(xié)議。自定義的通信協(xié)議定義了數(shù)據(jù)單元使用的格式，通過校驗和的方法來確保傳輸信息的正確性和可靠性。通過分析硬件設備本身的特點以及能耗監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)的實際需求，設計的通信協(xié)議分為兩種：手機APP向下位機發(fā)送能耗數(shù)據(jù)信息所需要的協(xié)議和下位機向手機APP端發(fā)送能耗數(shù)據(jù)信息所需要的協(xié)議。每種通信協(xié)議都包括三部分，即固定頭碼、數(shù)據(jù)信息和校驗和。根據(jù)能耗監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)的需求，手機APP可以通過低功耗藍牙向下位機發(fā)送數(shù)據(jù)信息來實現(xiàn)對下位機的設置和控制功能。手機APP可以通過低功耗藍牙接受下位機發(fā)送能耗數(shù)據(jù)信息來實現(xiàn)實時能耗參數(shù)更新顯示。

能耗監(jiān)測系統(tǒng)中，驅動軟件主要包括STM32微處理器所需必要資源的驅動、各個傳感器模塊的驅動、報警裝置的驅動和數(shù)據(jù)處理軟件。這部分軟件設計主要使用C語言在Keil MDK開發(fā)平臺上進行軟件設計和軟件測試。在能耗監(jiān)測系統(tǒng)中，以單片機為核心的能耗參數(shù)采集系統(tǒng)主要負責能耗參數(shù)的采集、警報裝置控制、數(shù)據(jù)處理與藍牙數(shù)據(jù)通信。STM32微處理器作為一個控制中心，需要把各個模塊合理地調(diào)用起來共同完成能耗參數(shù)采集的任務。基本工作過程為：STM32微處理器上電后，首先從存儲芯片中讀取系統(tǒng)資源配制數(shù)據(jù)，對硬件資源進行初始化設置，如數(shù)據(jù)采集器和與其連接的ADC通道、報警裝置、連接藍牙模塊所需要的串口資源。在初始化完成后，利用ADC通道采集當前能耗參數(shù)。采集到的能耗參數(shù)根據(jù)自定義的協(xié)議打包成數(shù)據(jù)包通過串口向藍牙模塊發(fā)出。與此同時，STM32微處理器接收來自藍牙的數(shù)據(jù)包并解碼數(shù)據(jù)包，根據(jù)數(shù)據(jù)包中的控制和設置信息做出相應的反應，設置數(shù)據(jù)主要是能耗數(shù)據(jù)的合理變換范圍，根據(jù)能耗參數(shù)變化范圍和、當前采集的數(shù)據(jù)和報警裝置的控制狀態(tài)做出報警設備的狀態(tài)改變控制。

上位機手機APP在Android平臺下開發(fā)，移動端APP作為下位機能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的顯示和設置模塊有非常嚴謹?shù)牧鞒毯鸵?。移動端APP是整個能耗監(jiān)測系統(tǒng)與用戶連接的橋梁，可以接收下位機的數(shù)據(jù)信息并且展示給用戶，用戶可以通過手機APP向下位機發(fā)送控制命令。移動端APP發(fā)送的數(shù)據(jù)包遵循下位機數(shù)據(jù)發(fā)送協(xié)議，按字節(jié)對應的數(shù)據(jù)信息位置將其對應的數(shù)據(jù)填入，并計算校驗和，最后生成String類型的數(shù)據(jù)包。移動端APP開發(fā)中應該滿足以下特點：可以掃描、連接且與藍牙設備進行數(shù)據(jù)交換；可接受下位機的數(shù)據(jù)包，且正確解碼數(shù)據(jù)信息；把解碼后的數(shù)據(jù)信息通過APP界面向用戶展示；用戶可以用過手機APP設置能耗參數(shù)變化范圍，可以設置警開關狀態(tài)。

本文對于能耗監(jiān)測系統(tǒng)涉及到的幾個關鍵技術進行了詳細解讀，大家可以了解一下，在進行系統(tǒng)研發(fā)設計時可以作為參考。