基于ESP8266的人流量檢測系統設計

文道朋 楊浩 趙娟

摘 ? 要：本設計利用 ESP8266 設計出一款可以實時監控公共場所的人流量系統。其中ESP8266提供混雜接收模式接收數據包，并對其解析，篩選得到周圍打開 Wi-Fi 功能設備發送的 Probe Request 幀，通過對接收到的 Probe Request 幀分析和匯總，得到周圍區域內的設備使用量（人流量）。ESP8266 通過 MQTT 協議將該數據發送至物聯網平臺。物聯網云平臺接收數據后繪制出人流量變化曲線圖。該系統能夠穩定可靠的運行，且功耗低、成本低，具有十分好的實用價值和經濟效益。

關鍵詞：ESP8266 ?混雜接收 ?MQTT ?Wi-Fi

中圖分類號：TP391.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（a）-0151-02

隨著社會的高速發展，在各種公眾場合，如地鐵站、商場、夜市等，統計人流量都有很大經濟效益。傳統的人流量數據是通過人工的方式全天觀測得到的，這種檢測方式不僅效率低，而且數據不準確。而基于ESP8266的人流量檢測系統可以根據周圍WI-FI信號實時繪制出周圍人流量的走勢圖，可以被廣泛應用于安保，商場，旅游等諸多行業。

1 ?系統方案設計

整個系統由ESP8266控制模塊、物聯網云平臺、復位模塊、下載模塊、CH340模塊和供電模塊幾部分組成。ESP8266芯片一方面是通過Wi-Fi的混雜接收模式抓取周圍無線設備發送的Probe Request幀，分析出周圍人的數量，另一方面通過MQTT協議與物聯網云平臺連接，把人流量的數據上報到物聯網云平臺中去;物聯網云平臺接收來自 ESP8266 發送的數據，然后繪制圖形顯示在 Web 頁面中;復位電路的主要功能是當系統運行出錯時重啟系統;下載電路的功能是切換系統的運行模式，讓系統處于下載模式更新系統固件;CH340電路作用是把USB 電平轉換成TTL電平;供電電路的作用是把5V電壓轉換成3.3V電壓;整個系統的結構圖如圖1所示。

2 ?系統硬件設計

本設計主要通過復位電路、下載電路、CH340電路和供電電路來實現檢測一定區域內的人流量，并通過網絡上傳到物聯網云平臺，繪制出人流量走勢圖。系統的硬件主要由ESP8266控制電路、CH340芯片、SPX3819芯片等幾部分組成。ESP8266控制電路集成32位處理器，帶有16為精簡模式，此外還有2.4GWiFi芯片，具有低功耗、高集成度、性能穩定的優點，在本系統中不僅能控制各個模塊的運行還能使系統實現網絡共享。CH340是一個USB總線的轉接芯片，實現USB轉串口。SPX3819芯片是一個開關電源芯片，負責把5v電壓轉換成3.3v電壓。輔助元件包括按鍵、電容、電阻、晶振、USB接口和二極管等。系統硬件電路圖如圖2所示。

3 ?系統軟件設計

系統的軟件設計主要包含了主函數程序設計、事件處理函數程序設計、混合接收回調函數設計和物聯網云平臺數據點上報函數設計。主函數程序設計的功能主要是進行NVS初始化和Wi-Fi初始化。事件處理函數的功能是根據ESP8266發生的事件執行不同的處理操作，在此函數中共有三種事件，分別是 WIFI_EVENT_STA_START、WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED和IP_EVENT_STA_GOT_IP事件，分別對應的處理操作是啟動smartconfig任務、重連Wi-Fi和開啟混合接收模式及啟動MQTT?；旌辖邮栈卣{函數的功能是先進行Probe request 判斷，然后過濾 MAC 地址和重復的設備，最后進行設備信息的存儲。物聯網云平臺數據點上報函數功能是封裝數據，然后把封裝的數據發送到物聯網云平臺去，在云平臺經過一定的處理顯示人流量實際情況圖。

4 ?系統測試驗證

通過上面的硬件設計和軟件設計，本系統的基本功能已經得到實現，然后將實物焊接出來，在宿舍不斷的調試，能成功檢測到人流量數據，基本實現了本系統中的所有功能。基于 ESP8266 混雜接收模式的人流量檢測完成后，進行了一系列的測試工作，包括系統的穩定性以及數據的準確性等。經過測試，采集到的數據非常的準確，穩定性非常的高。

參考文獻

[1] 熊茂華，熊昕，陸海軍，物聯網技術及應用開發，北京：清華大學出版社，2016.8.

[2] 魯宏偉，劉群. 物聯網應用系統設計，北京：清華大學出版社，2018.3.

[3] 羊日飛，黃平.基于CC3200的人流量統計監控系統設計[J].桂林師范高等?？茖W校學報，2019，33（4）：129-132.

[4] 鄧懷俊，鄧杰.基于OneNET云平臺的物聯網監控系統[J].單片機與嵌入式系統應用，2019，19（9）：58-61.