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STM32单片机wifi云平台+温度+烟雾+火焰+短信+蜂鸣器 源程序原理图

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ID:316613 发表于 2023-5-15 14:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
没有仿真，但是程序跑实物运行了，可以借鉴部分代码测试哦，附带原理图

1.     整体设计
设计由stm32f103c8t6单片机为控制核心

2.     液晶显示
单片机通过iic接口（pa6、pa7）与oled12864的液晶显示屏（scl、sda）连接，驱动液晶数据和阈值。

3.     Ds18b20温度传感器
Ds18b20温度传感器是单总线接口，把数据端接到单片机的pb9管脚，通过传感器协议读取温度值。


4.     Mq2烟雾传感器
Mq2传感器输出模电压会随着烟雾浓度的增大而增大。单片机通过模拟量采集管脚PA0采集mq2传感器输出的电压值，然后单片机通过计算把0-vcc电压转化成0-100%烟雾浓度。


5.     火焰传感器传感器
火焰传感器是数字量do输出，当检测到有明火时输出低电平0，无明火时输出高电平1。单片机通过io口pa6读取火焰传感器状态。


6.     蜂鸣器驱动控制
如果蜂鸣器接电源3.3v和地，蜂鸣器有电就会发声。1k电阻是限流电阻。单片机通过控制pa7管脚输出高低电平，从而达到控制风扇转动的效果。单片机输出高电平1时，三极管导通，蜂鸣器接地，蜂鸣器响。输出低电平0时，三极管截至不导通，蜂鸣器没有接地，蜂鸣器不响。


7.     按键
单片机io口接按键，按键按下的接地。Io口读取到低电平0，按键松开时，由于单片机有内置上拉电阻，Io口读取到高电平1。其他两个按键原理一样。

8.     Gsm短信模块
Sim900a gsm短信模块是通过串口通讯的，将单片机串口1发送端pa9接到gsm模块的接收端rxd，然后单片机通过at指令控制gsm模块发送短信。

9.     Esp8266wifi模块
8266是串口控制得模块，单片机通过串口1（pa9和pa10）与wifi模块通讯，从而控制wifi模块工作。首先wifi模块上电自动连接热点，然后连接onenet云平台得ip地址，通过mqtt协议登录云平台设备，订阅app（订阅了才能接收到app下发得信息）。单片机会定时上传数据（以mcu得身份发布数据）到onenet云平台，在app订阅了mcu设备得前提下，云平台接收到单片机上传得数据后会自动转发到app显示。反之app下发数据过程也一样。

单片机源程序如下:
  1. #include "stm32f10x.h" //头文件
  2. #include "./usart/bsp_usart1.h"
  3. #include "./OLED_I2C/OLED_I2C.h"
  4. #include "./delay/delay.h"
  5. #include "adc.h"
  6. #include "string.h"
  7. #include "bsp_ds18b20.h"
  8. #include "./TIMER/timer.h"



  12. #define  Speaker   PAout(7)//pa7接蜂鸣器


  15. #define   Key1         PBin(12)//按键
  16. #define   Key2         PBin(13)//按键
  17. #define   Key3         PBin(14)//按键
  18. #define   HY         PAin(6)//火焰传感器

  20. TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM3_TimeBaseStructure;  
  21. TIM_OCInitTypeDef  TIM3_OCInitStructure;

  23. void DelayStm32(__IO u32 nCount)
  24. {
  25.   for(; nCount != 0; nCount--);
  26. }
  27. u16 Time_1MS=0;
  28. u16 TX_10MS=0;
  29. u16 A0Value = 0; //烟雾值
  30. u16 Ds18b20Value; //温度
  31. u16 Cnt=0;
  32. u8 AlarmT=35; //温度阈值
  33. u8 AlarmM=60; //烟雾阈值

  35. char dispBuff[10];

  37. u8 FlagUpData = 0;
  38. u8 FlagFS = 0;       //风扇手动标志位
  39. u8 FlagDelayA = 0;  //继电器手动标志位
  40. u8 StateDelayA = 0; //继电器状态
  41. u8 StateFS = 0;     //风扇状态

  43. u8  Stm32[17];
  44. u16 KeyCnt = 0;
  45. u8 FlagSet=0; //按键设置标志位
  46. u8 FlagAlarm=0; //告警标志位
  47. u8 RxBuf1[32];
  48. u8 RxBuf2[32];
  49. u8 RxBuf3[32];  //串口3数据缓存
  50. u8 pass[11];

  52. /**********************MQTTdata***********************/
  53. char MqttDataDL[37]=
  54. {         
  55.         0x10, 0x23, 0x00, 0x04, 0x4D, 0x51, 0x54, 0x54, 0x04, 0xC0,
  56.         0x00, 0x78, 0x00, 0x0A, 0x31, 0x30, 0x36, 0x35, 0x36, 0x30,
  57.         0x31, 0x35, 0x35, 0x39, 0x00, 0x06, 0x35, 0x38, 0x39, 0x35,
  58.         0x35, 0x34, 0x00, 0x03, 0x6D, 0x63, 0x75
  59.                
  60. };//mqtt登录数组

  62. char MqttDataDY[10]=
  63. {
  64.                 0x82, 0x08, 0x00, 0x02, 0x00, 0x03, 'a', 'p', 'p', 0x00
  65. };//mqtt订阅数组

  67. char MqttDataFB[24]=
  68. {
  69.                 0x30, 0x16, 0x00, 0x03, 0x6D, 0x63, 0x75, 0x06, 0x06, 0x06,
  70.                 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
  71.                 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
  72. };//mqtt发布数组

  74. void SendASC1(u8 d) //串口1发送一个字节
  75. {
  76.         USART_SendData(USART1, d);
  77.         while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);                                
  78. }

  80. void SendASC2(u8 d)   //串口2发送一个字节
  81. {
  82.         USART_SendData(USART2, d);
  83.         while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET);                                
  84. }

  86. void SendASC3(u8 d)
  87. {
  88.         USART_SendData(USART3, d);
  89.         while (USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_TXE) == RESET);                                
  90. }

  92. void DengLu(void) //mqtt登录函数
  93. {
  94.                         u8 k=0;
  95.                         printf("AT+CIPSEND=37\r\n");
  96.                         DelayS(1);
  97.                         for(k=0; k<37; k++)
  98.                         {
  99.                                                 SendASC1(MqttDataDL[k]);
  100.                         }
  101. }

  103. void DingYue(void)  //mqtt订阅函数
  104. {
  105.                         u8 k=0;
  106.                         printf("AT+CIPSEND=10\r\n");
  107.                         DelayS(1);
  108.                         for(k=0; k<10; k++)
  109.                         {
  110.                                                 SendASC1(MqttDataDY[k]);
  111.                         }
  112. }

  114. void FaBu(void)  //mqtt发布函数
  115. {
  116.                         u8 k=0;
  117.                         printf("AT+CIPSEND=24\r\n");
  118.                         DelayS(1);
  119.                         for(k=0; k<24; k++)
  120.                         {
  121.                                                 SendASC1(MqttDataFB[k]);
  122.                         }
  123. }

  125. /*************************************************/





  131. void GPIO_Config(void)  //io口配置
  132. {
  133.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  135.   /* GPIOA and GPIOA clock enable */ //pb8、pb12、pb13、pb14设置为输入
  136.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);   
  137.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_8 |GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13  | GPIO_Pin_14;
  138.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;         
  139.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  140.   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  
  141.         

  143.   /* GPIOA and GPIOA clock enable */ //pa6设置为输入
  144.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);   
  145.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6  ;
  146.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;         
  147.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  148.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  149.   
  150.         
  151.     /* GPIOA and GPIOA clock enable */  //pa7.pa4配置为推免输出
  152.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
  153.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_4 |GPIO_Pin_7;
  154.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;         
  155.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  156.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  157.         
  158.     /* GPIOA and GPIOA clock enable */  //pc13配置为推免输出
  159.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
  160.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_13;
  161.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;         
  162.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  163.   GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
  164.                
  165. }
  166.   

  168. void DispOled(void)//液晶显示函数
  169. {
  170.                 //显示温度和阈值
  171.                 sprintf(dispBuff,"WenDu=%d%d.%dC %d%dC", Ds18b20Value %1000/100, Ds18b20Value%100/10, Ds18b20Value%10, AlarmT%100/10, AlarmT%10);  
  172.                 OLED_ShowStr(0,0,dispBuff,2);
  173.                 //显示烟雾和阈值
  174.                 sprintf(dispBuff,"YanWu = %0.2d%% %0.2d%%",A0Value,AlarmM);  
  175.                 OLED_ShowStr(0,2,dispBuff,2);
  176.           //显示接收短信的号
  177.                 sprintf(dispBuff,"%d%d%d%d%d%d%d%d%d%d%d",pass[10],pass[9],pass[8],pass[7],pass[6],pass[5],pass[4],pass[3],pass[2],pass[1],pass[0]);
  178.                 OLED_ShowStr(0,6,dispBuff,2);
  179.                                                 
  180. }


  183. void SendDx(void) //发送短信函数
  184. {
  185.         Uart3_printf("AT+CSCS=\"GSM\"\r\n");
  186.         DelayS(1);
  187.         Uart3_printf("AT+CMGF=1\r\n");
  188.         DelayS(1);
  189.         /*******************************************************/
  190.         //printf("AT+CMGS=\"18xxxxxxxx\"\r\n");
  191.         Uart3_printf("AT+CMGS=\"");   //按设置的号码发送短信
  192.         SendASC3(pass[10]+0x30);
  193.         SendASC3(pass[9]+0x30);
  194.         SendASC3(pass[8]+0x30);
  195.         SendASC3(pass[7]+0x30);  
  196.         SendASC3(pass[6]+0x30);   
  197.         SendASC3(pass[5]+0x30);
  198.         SendASC3(pass[4]+0x30);
  199.         SendASC3(pass[3]+0x30);
  200.         SendASC3(pass[2]+0x30);
  201.         SendASC3(pass[1]+0x30);
  202.         SendASC3(pass[0]+0x30);
  203.         Uart3_printf("\"\r\n");
  204.         /*******************************************************/
  205.         DelayS(1);
  206.         Uart3_printf("Have a Fire!!!"); //发送短信的内容
  207.         DelayS(1);
  208.         SendASC3(0x1A);  //启动发送短信
  209.         DelayS(1);
  210. }



  214. int main(void) //主函数
  215. {

  217.         USART1_Config();  //串口初始化
  218.         GPIO_Config();//io口初始化
  219.         Adc_Init();//ad初始化
  220.         DelayInit(); //定时函数初始化
  221.         Speaker = 0;//关闭输出设备
  222.         I2C_Configuration();//iic初始化
  223.         OLED_Init();//液晶初始化
  224.         OLED_Fill(0xFF);
  225.                 DelayS(1);
  226.                 DelayS(1);
  227.                 DelayS(1);
  228.                 DelayS(1);
  229.                 printf("AT\r\n");
  230.                 DelayS(1);
  231.                 printf("AT\r\n");
  232.                 DelayS(1);
  233.                 printf("AT\r\n");
  234.                 DelayS(1);
  235.                 printf("AT+CWMODE=3\r\n");  //8266设置为模式3
  236.                 DelayS(1);
  237.                 printf("AT+CWJAP=\"win\",\"123123123\"\r\n");  //连接热点
  238.                 DelayS(1);
  239.                 DelayS(1);
  240.                 DelayS(1);
  241.                 DelayS(1);
  242.                 DelayS(1);
  243.                 while(DS18B20_Init()); //温度初始化
  244.                 DelayS(1);
  245.                 Ds18b20Value = (u16)(DS18B20_GetTemp_SkipRom ( )*10); //上电连续读取几次温度值使其稳定
  246.                 DelayStm32(0xFFFFF);
  247.                 Ds18b20Value = (u16)(DS18B20_GetTemp_SkipRom ( )*10);
  248.                 DelayStm32(0xFFFFF);
  249.                  Ds18b20Value = (u16)(DS18B20_GetTemp_SkipRom ( )*10);
  250.                 DelayStm32(0xFFFFF);
  251.                 Ds18b20Value = (u16)(DS18B20_GetTemp_SkipRom ( )*10);
  252.                 DelayStm32(0xFFFFF);
  253.                 Ds18b20Value = (u16)(DS18B20_GetTemp_SkipRom ( )*10);
  254.                 DelayStm32(0xFFFFF);
  255.                 DelayS(1);
  256.                 DelayS(1);
  257.                 DelayS(1);
  258.                 DelayS(1);
  259.                 DelayS(1);
  260.                 DelayS(1);
  261.                 /*******************************************************/
  262.                 printf("AT+CIPSTART=\"TCP\",\"183.230.x.x\",6002\r\n");  //连接云平台ip和端口号
  263.                 /*******************************************************/
  264.                 DelayS(1);
  265.                 DelayS(1);
  266.                 DelayS(1);
  267.                 DelayS(1);
  268.                 DelayS(1);
  269.                 DelayS(1);
  270.                 DengLu();   //调用mqtt登录函数
  271.                 DelayS(1);
  272.                 DelayS(1);
  273.                 DelayS(1);
  274.                 DingYue();   //调用mqtt订阅函数
  275.                 DelayStm32(0xFFFFF);
  276.                 OLED_Fill(0x00);
  277.                 DelayStm32(0xFFFFF);
  278.                 TIM4_Int_Init(9,7199); //定时器初始化
  279.         while(1)
  280.         {

  282.                 Ds18b20Value = (u16)(DS18B20_GetTemp_SkipRom ( )*10);//读取稳定
  283.                 A0Value = (Get_Adc_Average(0,20)*100/4096);//读取烟雾
  284.                 DispOled(); //调用显示函数

  286.                                         MqttDataFB[10] = Ds18b20Value/100;  //把要上传得数据填进mqtt发布数据
  287.                                         MqttDataFB[11] = Ds18b20Value%100/10;
  288.                                         MqttDataFB[12] = Ds18b20Value%10;
  289.                                         MqttDataFB[13] = A0Value;
  290.                                         MqttDataFB[14] = 0;
  291.                                         MqttDataFB[15] = 0;
  292.                                         MqttDataFB[16] = FlagAlarm;
  293.                
  294.                                         if(FlagUpData==1)  //上传数据时间到，上传数据
  295.                                         {
  296.                                                                 FlagUpData = 0;
  297.                                                                 FaBu();  //发布数据
  298.                                         }        
  299.                                 
  300.                
  301.                 if( (Ds18b20Value>(AlarmT*10))||(A0Value>AlarmM)||(HY) ) //如果温度或者烟雾大于阈值或者有火焰
  302.                 {
  303.                                 Speaker = 1; //蜂鸣器响
  304.                                 if(FlagAlarm==0) //每个告警值发送一次短信
  305.                                 {
  306.                                                 SendDx(); //调用发送短信函数
  307.                                 }
  308.                                 FlagAlarm = 1;
  309.                 }
  310.                 else
  311.                 {
  312.                                 FlagAlarm = 0;
  313.                                 Speaker = 0;
  314.                 }
  315.                
  316.                
  317.                         if(!Key1) //按键1
  318.                 {
  319.                                 while(!Key1);
  320.                                                 pass[0]++;
  321.                                                         if(pass[0]>=10) pass[0]=0;
  322.                 }
  323.                
  324.                 if(!Key2)//按键2
  325.                 {
  326.                                 while(!Key2);
  327.                                                 pass[10] = pass[9];
  328.                                                         pass[9] = pass[8];
  329.                                                         pass[8] = pass[7];
  330.                                                         pass[7] = pass[6];
  331.                                                         pass[6] = pass[5];
  332.                                                         pass[5] = pass[4];
  333.                                                         pass[4] = pass[3];
  334.                                                         pass[3] = pass[2];
  335.                                                         pass[2] = pass[1];
  336.                                                         pass[1] = pass[0];
  337.                                                         pass[0] = 0;
  338.                                 
  339.                 }        
  340.                
  341.                         

  343. /**************************************************************************************/
  344. /**************************************************************************************/
  345.         }                        
  346. }

  348. void TIM4_IRQHandler(void) //定时中断每1ms中断一次
  349. {         
  350.         if (TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update) != RESET)//?????
  351.         {                                    
  352.                                 TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update  );  //??TIM4??????  
  353.                                 
  354.                                 TX_10MS++;
  355.                                 if(TX_10MS>=5000)
  356.                                 {
  357.                                                 TX_10MS = 0;
  358.                                                 FlagUpData = 1;
  359.                                 }        
  360.                  

  362.                
  363.                                                 
  364.                                 
  365.                                 

  367.         }            
  368. }

  370. void USART1_IRQHandler(void)
  371. {
  372.           uint8_t ucTemp;
  373.         if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!=RESET)
  374.         {        
  375.                 ucTemp = USART_ReceiveData(USART1);
  376.                 RxBuf1[0] = RxBuf1[1];
  377.                 RxBuf1[1] = RxBuf1[2];
  378.                 RxBuf1[2] = RxBuf1[3];
  379.                 RxBuf1[3] = ucTemp;
  380.                                 if( (RxBuf1[0]=='F')&&(RxBuf1[1]=='t') )  //Ftxx 设置温度阈值
  381.                                         {
  382.                                                         AlarmT = (RxBuf1[2]-0x30)*10 + (RxBuf1[3]-0x30);
  383.                                         }
  384.                                         else if( (RxBuf1[0]=='F')&&(RxBuf1[1]=='m') )  //Fmxx  设置烟雾阈值
  385.                                         {
  386.                                                         AlarmM = (RxBuf1[2]-0x30)*10 + (RxBuf1[3]-0x30);
  387.                                         }
  388.         }         
  389. }

  391. void USART2_IRQHandler(void)
  392. {
  393.           uint8_t ucTemp2;
  394.         if(USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_RXNE)!=RESET)
  395.         {        
  396.                         ucTemp2= USART_ReceiveData(USART2);
  397.                         RxBuf2[0] = RxBuf2[1];
  398.                         RxBuf2[1] = RxBuf2[2];
  399.                         RxBuf2[2] = RxBuf2[3];
  400.                         RxBuf2[3] = ucTemp2;
  401.                         if( (RxBuf2[0]=='F')&&(RxBuf2[1]=='T') )
  402.                         {        

  404.                         }

  406.         
  407.         }         
  408. }

  410. void USART3_IRQHandler(void)
  411. {
  412.           uint8_t ucTemp3;
  413.         if(USART_GetITStatus(USART3,USART_IT_RXNE)!=RESET)
  414.         {        
  415.                                 ucTemp3= USART_ReceiveData(USART3);
  416.                                 RxBuf3[0] = RxBuf3[1];
  417.                                 RxBuf3[1] = RxBuf3[2];
  418.                                 RxBuf3[2] = RxBuf3[3];
  419.                                 RxBuf3[3] = ucTemp3;


  422.                 }

  424.                                 

  426. }
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