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基于STM32的多模态家居环境监控系统设计与实现程序

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ID:1148991 发表于 2025-5-29 16:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
本项目为本人设计项目以此来记录和分享，涉及使用的硬件有STM32F103系列，然后用到BH1750光照度传感器、LCD、超声波测距传感器、MQ2一氧化碳传感器、MQ7烟雾传感器、DHT11温湿度传感器、ESP8266-01sWiFi模块。实现了简单的家居环境的远程监测。远程监控我们使用的是OneNet云平台，检测到的数据通过OneJson的数据模式由ESP8266-01s模块以MQTT协议去发送给OneNet平台。以此实现远程监控。               

BH1750:
SCL----PB6
SDA---PB7
ADDR---GND
                LCD:
SCL----PB13
SDA---PB12
RES----PB11
DC-----PB15
CS-----PB14
BL-----PB10
                超声波：
Trig----PA7
Echo----PA6

                一氧化碳MQ2：
AO----PA0
                烟雾MQ7：
AO----PA1
                DHT11：
DA----PA4
                ESP8266：
RX---PA2
TX---PA3
                风扇：PA11
                LED:   PA9
        执行——风扇和报警
温度大于30，湿度大于70，一氧化碳大于50，烟雾大于50
        执行——灯
光照小于15

具体的执行机构还需要改正，楼主这里只是简单示范，可以根据项目开发的实际情况来拓展执行器。
Wifi-数据传输主要部分：

单片机源程序如下:
  1. #include <string.h>
  2. #include "sys.h"
  3. #include "onenet.h"
  4. #include "esp8266.h"
  5. #include "delay.h"
  6. #include "usart.h"
  7. #include "led.h"
  8. #include "LCD.h"         
  9. #include "dht11.h"        
  10. #include "adc_dma.h"
  11. #include "mq2.h"
  12. #include "mq7.h"
  13. #include "timer.h"
  14. #include "bh1750.h"
  15. #include "gui.h"
  16. #include "LCD.h"
  17. #include "hc_sr501.h"
  18. #include "hc_sr04.h"
  19. #include "TFT_demo.h"
  20. #include "pwm.h"
  21. #include "key.h"
  22. #include "beep.h"

  24. uint32_t time = 0; // ms 计时变量
  25. DHT11_Data_TypeDef DHT11_Data;

  27. float value_light = 0.0;         //光照度
  28. float value_mq2 = 0.0;                //烟雾浓度
  29. float value_mq7 = 0.0;                //一氧化碳浓度
  30. float value_sr04 = 0.0;                //超声波距离
  31. u8 status_sr501 = 0;                //人体红外检测到的值
  32. int max_mq7 = 50;                        //一氧化碳浓度阈值
  33. int max_mq2 = 50;                        //烟雾浓度阈值
  34. int min_light = 15;                //光照阈值
  35. u8 LED_Light;                                //PWM灯光亮度

  37. //硬件初始化
  38. void Hardware_Init(void)
  39. {
  40.     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
  41.     delay_init();                        //延时函数初始化
  42.     LCD_Init();           //液晶屏初始化
  43.     LCD_Clear(GRAY0);
  44.     Gui_DrawFont_GBK16(3,10,BLUE,GRAY0,(u8 *)"系统正在初始化");
  45.     Usart1_Init(115200);                         //串口1初始化为115200
  46.     Usart2_Init(115200);         //串口2，驱动ESP8266用
  47.     LED_Init();                                //LED初始化
  48.     SR501_Init();                        //红外热释电
  49.     Hcsr04Init();                        //超声波测距       
  50.     ADCx_Init();                        //ADC   DMA初始化
  51.     DHT11_GPIO_Config();        //DHT11温湿度传感器初始化
  52.     BH1750_Init();                        //光照
  53.     KEY_Init();
  54.     BEEP_Init();
  55.     PWM_TIM_Init();                        //PWM频率=72000K/20*180=20Khz
  56.     TIM_SetCompare3(TIM3,0);       
  57.     Gui_DrawFont_GBK16(4,30,RED,GRAY0,(u8*)"设备初始化完成");
  58.     Gui_DrawFont_GBK16(4,50,RED,GRAY0,(u8*)"正在连接网络。。。");
  59. }

  61. void Net_Init()
  62. {
  63.     ESP8266_Init();                                        //初始化ESP8266
  64.     while(OneNet_DevLink())                        //接入OneNET
  65.         delay_ms(500);
  66.     LED1 = 0;                                                //入网成功
  67.     Gui_DrawFont_GBK16(4,70,RED,GRAY0,(u8*)"网络连接完成");
  68.     delay_ms(2000);
  69. }

  71. int main(void)
  72. {
  73.     unsigned char *dataPtr = NULL;
  74.     unsigned short timeCount = 0;        //发送间隔变量，初始化为0
  75.     char str[50];        // 扩大数组大小以避免缓冲区溢出

  77.     Hardware_Init();                                //初始化外围硬件
  78.     Net_Init();                                                //网络初始化
  79.     GENERAL_TIM_Init();                                //1MS系统定时

  81.     LCD_Clear(BLACK);
  82.     Gui_DrawFont_GBK16(25,4,BLACK,GRAY0,(u8 *)" 系统监控 ");
  83.     GUI_DrawRectangle(1, 1, 128-2, 128-2, WHITE);                //边框

  85.     while(1)
  86.     {
  87.         delay_ms(10);
  88.         timeCount ++;

  90.         //接收数据
  91.         dataPtr = ESP8266_GetIPD(0);
  92.         if(dataPtr != NULL)
  93.         {
  94.             OneNet_RevPro(dataPtr);
  95.         }

  97.         if(timeCount >= 300)        //发送间隔5s
  98.         {
  99.             /* 温湿度传感器获取数据*/
  100.             if( Read_DHT11(&DHT11_Data)==SUCCESS)/*调用Read_DHT11读取温湿度，若成功则输出该信息*/
  101.             {
  102.                 sprintf(str, "温度：%d.%d ℃ ",DHT11_Data.temp_int,DHT11_Data.temp_deci);
  103.                 Gui_DrawFont_GBK16(4,30,RED,BLACK,(u8 *)str);
  104.                 sprintf(str, "湿度：%d.%d %c ",DHT11_Data.humi_int,DHT11_Data.humi_deci,'%');
  105.                 Gui_DrawFont_GBK16(4,50,RED,BLACK,(u8 *)str);
  106.             }
  107.             else
  108.             {
  109.                 printf("Read DHT11 ERROR!\r\n");//读取数据失败，串口打印：Read DHT11 ERROR.
  110.                 Gui_DrawFont_GBK16(4,30,RED,BLACK,(u8 *)"ERROR!");
  111.                 Gui_DrawFont_GBK16(4,50,RED,BLACK,(u8 *)"ERROR!");
  112.             }

  114.             value_sr04 = Hcsr04GetLength();/*超声波测距获取距离（CM）*/
  115.             status_sr501 = SR501_Check();/*人体检测*/

  117.             value_light = LIght_Intensity();/*光照度传感器获取数据*/
  118.             sprintf(str, "光照：%.1flx  ",value_light);
  119.             Gui_DrawFont_GBK16(4,70,YELLOW,BLACK,(u8 *)str);

  121.             value_mq2 = MQ2_GetPPM();/*MQ2传感器获取烟雾数据*/
  122.             sprintf(str, "烟雾：%.1f ppm ",value_mq2);
  123.             Gui_DrawFont_GBK16(4,90,BLUE,BLACK,(u8 *)str);

  125.             value_mq7 = MQ7_GetPPM();/*MQ7传感器获取一氧化碳数据*/
  126.             sprintf(str, " CO ：%.1f ppm ",value_mq7);
  127.             Gui_DrawFont_GBK16(4,110,GREEN,BLACK,(u8 *)str);

  129.             OneNet_SendData();        //发送数据
  130.             timeCount = 0;
  131.             ESP8266_Clear();
  132.         }

  134.         
  135.         if((DHT11_Data.temp_int > 30) || (DHT11_Data.humi_int > 70) || ((int)value_mq2 >= max_mq2) || ((int)value_mq7 >= max_mq7))
  136.         {
  137.             BEEP = 0;        //蜂鸣器报警
  138.         }
  139.         else
  140.         {
  141.             BEEP = 1;        //蜂鸣器关闭
  142.         }

  144.         if(value_light < min_light)
  145.         {
  146.             LED2 = 0;        //外接灯亮
  147.         }
  148.         else
  149.         {
  150.             LED2 = 1;        //外接灯灭
  151.         }
  152.     }
  153. }
  154.    
复制代码

原理图: 无
仿真: 无
代码: 程序.7z (253.71 KB, 下载次数: 0)
STM32, ESP8266, WiFi, WiFi

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