毕业设计——基于STM32的智能家具控制系统(ESP

发布时间：2024-12-16 05:04

设计并制作一款简单的智能家居控制系统 #生活乐趣# #日常生活趣事# #生活趣味分享# #科技小发明#

智能家具系统分为两个不同版本系列：

①系列一：手机app远程控制、远程检测温湿度显示在app，(云平台) ---------本文章

②系列二：语音识别控制 https://blog.csdn.net/m0_59113542/article/details/123742383

硬件采购链接：

手机app及相关程序开源，百度网盘下载，放在最下方。

一、项目介绍

功能：1、手机app远程控制相应外设 APP→单片机 2、单片机采集温度远程发送到手机显示单片机→APP

3、 OLED显示万年历及外设的工作状态

实现：本设计由STM32驱动相关外设，ESP-01S(8266)连接云平台(巴法云)，手机app也连接云平台，以此进行远程信息交互。

远程控制：手机app连接巴法云平台，esp-01s(esp8266)也连接平台，当手机按键按下时向云平台发送控制信息，esp8266接收到该信息，并传输给stm32，由stm32完成相应的控制功能。

温度显示：本项目使用esp-01s(esp8266)驱动dht11测温，然后直接上传云平台数据，手机订阅平台，从而显示温湿度。

（大白话就是：手机将数据放到云平台，stm32通过esp联网去云平台读数据）

OLED屏显示：本项目额外开发显示功能，屏幕具有两种显示：其一显示万年历，其二显示外设的工作状态，两种显示使用按键K0切换。

①显示万年历：上电后自动显示，当时间不对时，可点击K1按键进入时间设置界面，然后通过K2、K3按键进行时间修改。

②显示外设工作状态：当手机端发送控制指令时，STM32完成相关驱动后，屏幕会进入定时显示界面，待定时结束后进入通体显示界面。

1、总体展示图：

2、

总体显示界面定时显示界面万年历显示界面时间修改界面

了解完工作过程，接下来就和闯关游戏一样，一关关的闯，打怪升级，消灭怪兽，营救公主，最终和公主殿下过上了幸福的生活。。。。。哈哈哈，扯远了，说正事、说正事。

开始闯关：

大家可以想一下万恶的新冠病毒的传播，传染源→传播途径→接收端感染人群。。。。病毒传染首先得有传染源吧，不可能和孙悟空一样从石头里蹦出来吧。(与本工程信号产生装置贴合，也就是手机app) 然后是传播途径(也就是远程传输巴法云平台) 然后是接受端(也就是我们的stm32)

系统的开发分为以下三步：

1、手机app制作及如何向云平台发送信息。

2、联网(既然要远程控制，肯定是需要走网络的啊，让我们的信号通过网络“飞过去”，这是esp-01s的工作)

3、stm32接收到命令后的外设驱动

二、逐步闯关---分步实现

接下来就是具体的闯关打怪时间。

第一关：手机app制作及如何向云平台发送信息

闯关吗，肯定要有法宝啊，在这里向大家介绍一个很nice的"法宝"，appinventor，一款麻省理工研发的开发安卓app的平台，是不是一听"麻省理工"，感觉嘎嘎高大上，是我们能学会的吗！！！！，其实appinventor嘎嘎简单，比我们用的c语言简单一万倍。

大白话说说他的功能，就是将一些按键、文本框拖入手机界面，然后图形化编程当按键按下的时候实现什么功能就行。

右边这个图像就是编程的，用模块化编程，拼积木都会吧，嘎嘎简单吧！！！！

然后如何让这个app联网呢，这就是另一个"法宝" 巴法云平台了。

大家登录网站后，点击我标记的地方，这里有详细的介绍如何使用。

第二关：ESP-01s联网

esp-01s本来就是一个wifi模块，它是通过连接周围的wifi从而上网，连接巴法云平台的。

且esp-01s可以用AT指令进行配置，也可以用arduino进行二次开发，本人选择二次开发，我会将程序放在下面，大家直接简单修改几个参数就能用了。

就修改这几个参数，就能用啦，而且以后想做远程控制的东西，都可以这么用。一劳永逸是不是YYDS。嘿嘿嘿

语言总是最无力的，说再多也不一定能解释清楚，楼主呕心沥血给大家找了一个4分钟的视频，讲解的嘎嘎清楚。https://www.bilibili.com/video/BV1zy4y1k7Mn?spm_id_from=333.337.search-card.all.click

除此之外还有一个详细的介绍文章，用一句话说就是通透：

esp8266-01s接入巴法云，开源app远程控制，微信小程序控制 - 巴法云 - 博客园 (cnblogs.com)

第三关：stm32接收到命令后的外设驱动

esp8266-01s接收到平台数据后，通过串口发送给stm32，stm32要做的事就是解析命令，并驱动外设。

我们做的是智能家具的模型，不可能真的去改装家具，这里采用模拟的方式，用步进电机模拟窗帘，用舵机模拟开关门，led灯，风扇，继电器。

大家可以发挥自己的想象，用别的外设，这就需要大家自己探讨了。

三、程序实现

main.c

通过USART3与esp8266-01s连接，接受数据，在主函数中解析命令，并相关操作。

#include "delay.h"

#include "sys.h"

#include "usart.h"

#include "usart3.h"

#include "esp8266.h"

#include "Servo_motor.h"

#include "step_motor.h"

#include "string.h"

#include "timer.h"

#include "led.h"

#include <stdio.h>

#include <string.h>

项目的主要内容：STM32配合ESP8266模块与服务器数据交互

ESP8266的连接：USART3（PB10、PB11）

如何判断数据接收完全？

1、出现了换行符；

2、如果超过10ms了都没有下一条数据（TIM7来进行10ms的定时）。

int main(void)

{

u16 rlen=0;//保存接收到的数据长度

// u16 t,len;//串口1调试

char data_tiqu[100];//将接收到的数据保存到该数组

u8 data[10];//最终提取的数据

int k=0,s=0;//保存cmd2开头的数据的下标

int i=0,j=0;

char cmd[]="msg";

int flag=1;//收到正确数据标志位，默认为1，

u8 timex=0;//每200发送1次心跳包的标志位

delay_init();//延时函数初始化

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级

LED_Init();

servo_init();

Step_Motor_GPIO_Init();

uart_init(115200); //串口初始化为115200

usart3_init(115200);

servo_angle(80); //私服电机初始角度(关门状态)

while(1)

{

timex++;

if(USART3_RX_STA&0X8000) //接收到一次数据了

{

rlen=USART3_RX_STA&0X7FFF;//得到本次接收到的数据长度

USART3_RX_BUF[rlen]=0; //添加结束符

//printf("%s",USART3_RX_BUF);//发送到串口

//数据提取

if(strncmp(USART3_RX_BUF,"cmd=2",5)==0)

{

for(i=0;i<strlen(USART3_RX_BUF)+1;i++)

{

data_tiqu[s]=USART3_RX_BUF[i];

s++;

}

printf("%s",data_tiqu);

for(i=0;i<strlen(data_tiqu);i++)

{

if(data_tiqu[i]==cmd[0])

{

k=i;

k++;

for(j=1;j<strlen(cmd);j++)

{

if(data_tiqu[k]==cmd[j])

{

k++;

flag=1;

}

else

{

flag=0;

}

s=0;

//数据提取结束

printf("\r\n\r\n");

if(flag==1)

{

for(i=k+1;i<strlen(data_tiqu)+1;i++) //此时 i为传输接受到数据的索引

{

data[s]=data_tiqu[i];

s++;

}

printf("%s",data);

printf("zaici"); //作用：程序定位

printf("\r\n");

//判断APP控制开关灯

if(data[0]=='1'&&data[1]=='1')

{

GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13); //开LED0

GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7); //关LED0

}

if(data[0]=='1'&&data[1]=='0')

{

GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13); //关LED0

GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7); //开LED0

}

//判断APP控制开关风扇

if(data[0]=='2'&&data[1]=='1')

{

FS=1;

}

if(data[0]=='2'&&data[1]=='0')

{

FS=0;

}

//判断APP控制开关窗帘

if(data[0]=='3'&&data[1]=='1')

{

motorNcircle(64,(bool)1); //步进电机正传

}

if(data[0]=='3'&&data[1]=='0')

{

motorNcircle(64,(bool)0); //步进电机反传

}

//判断APP控制开关门

if(data[0]=='4'&&data[1]=='1')

{

servo_angle(175);

delay_ms(500);

}

if(data[0]=='4'&&data[1]=='0')

{

servo_angle(80);

delay_ms(500);

}

if(strncmp(USART3_RX_BUF,"cmd=0&res=1",11)==0)

{

printf("%s",USART3_RX_BUF);

}

USART3_RX_STA=0;

}

if((timex%200)==0)

{

u3_printf("cmd=0&msg=ping");//心跳包

timex=0;

}

Servo_motor.c

舵机的驱动，舵机是用PWM的不同占空比来转动不同的角度

#include "Servo_motor.h"

#include "delay.h"

//高级定时器1pwm输出初始化

//arr：自动重装值（周期） psc：时钟预分频数

void tim1_pwmInit(uint16_t arr, uint16_t psc)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE); // 使能定时器1的外设时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(TIM1_CH1_GPIO_CLK, ENABLE); //使能GPIO外设时钟使能

//设置该引脚为复用输出功能,输出TIM1 CH1的PWM脉冲波形

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TIM1_CH1_PIN; //TIM_CH1

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(TIM1_CH1_PORT, &GPIO_InitStructure);

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 80K

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值不分频

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式

TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能

//TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性:TIM输出比较极性低

TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx

TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);//MOE 主输出使能

TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); //使能TIM1

}

void servo_init(void)

{

tim1_pwmInit(SERVO_TIM_ARR,SERVO_TIM_PSC);

TIM_SetCompare1(TIM1,150); //使舵机恢复到中间位置

}

//0.5ms--0° 2.5ms--180°

void servo_angle(uint16_t angle)

{

uint16_t pulse;

//针对舵机可转角度限辐

if(angle <= 5)

angle = 5;

if(angle >= 175)

angle = 175;

//将角度值转换为脉冲值

pulse = (uint16_t)(50 + angle * 100/90.0); //此转换公式需根据pwm的arr及psc配置来做相应变化

TIM_SetCompare1(TIM1, pulse);

}

void servo_debug(void)

{

uint8_t i;

for(i = 0; i < 10; ++i)

{

delay_ms(500);

servo_angle(80); //中间位置

delay_ms(500);

servo_angle(175);

}

开关灯与开关风扇就不用多说了，就是GPIO输出高低的问题，还有步进电机，在我另一篇博客上有详细介绍

stm32驱动步进电机

完整工程链接：https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w4004-24450682672.14.7aa61b42erNczw&id=678372943522

欢迎大家指正交流，有空可以一起讨论代码啊。

制作不易，感谢大家支持，感谢！！！！！！

--------------一个正在努力的人

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