文章目录
- 一、前言
- 1.1 项目介绍
- 【1】项目开发背景
- 【2】设计实现的功能
- 【3】项目硬件模块组成
- 【4】设计意义
- 【5】国内外研究现状
- 【6】摘要
- 1.2 设计思路
- 1.3 系统功能总结
- 1.4 开发工具的选择
- 【1】设备端开发
- 【2】上位机开发
- 1.5 参考文献
- 1.6 系统框架图
- 1.7 系统原理图
- 1.8 实物图
- 1.9 模块的技术详情介绍
- 【1】BC26-NBIOT模块
- 【2】MQTT协议
- 【3】继电器模块
- 【4】BH1750光强检测模块
- 【5】SHT30温湿度模块
- 【6】LD3320语音识别模块
- 【7】28BYJ4步进电机
- 1.10 总结
- 二、硬件选型
- 2.1 STM32开发板
- 2.2 USB下载线
- 2.3 NBIOT-BC26模块
- 2.4 继电器(买2个)
- 2.5 SHT30温湿度模块
- 2.6 PCB板(固定元器件的)
- 2.7 BH1750光敏传感器(需要焊接)
- 2.8 蜂鸣器模块
- 2.9 MQ2 烟雾传感器
- 2.10 火焰检测模块
- 2.11 电源扩展板(买2个)
- 2.12 母对母杜邦线
- 2.13 稳压模块
- 2.14 电源插头
- 2.15 步进电机
- 2.16 OLED显示屏
- 2.17 白色LED模块(买2个)
- 2.18 LD3320语音识别模块
- 三、部署华为云物联网平台
- 3.1 物联网平台介绍
- 3.2 开通物联网服务
- 3.3 创建产品
- (1)创建产品
- (2)填写产品信息
- (3)产品创建成功
- (4)添加自定义模型
- 【1】创建服务ID
- 【2】LED1 卧室灯 布尔类型
- 【3】LED2 客厅灯 布尔类型
- 【4】BH1750 环境光检测 浮点数
- 【5】SW1 风扇开关 布尔类型
- 【6】SW2 空调开关 布尔类型
- 【7】SW3 窗帘开关 布尔类型
- 【8】SW4 电视开关 布尔类型
- 【9】SHT30_T 环境温度 浮点数
- 【10】SHT30_H 环境湿度 浮点数
- 【11】MQ2 烟雾检测 浮点数
- 【12】BEEP 蜂鸣器 布尔类型
- 【13】FLAME 火焰监测 布尔类型
- (5)创建完成
- 3.4 添加设备
- (1)注册设备
- (2)根据自己的设备填写
- (3)保存设备信息
- (4)设备创建完成
- (5)设备详情
- 3.5 MQTT协议主题订阅与发布
- (1)MQTT协议介绍
- (2)华为云平台MQTT协议使用限制
- (3)主题订阅格式
- (4)主题发布格式
- 3.6 MQTT三元组
- (1)MQTT服务器地址
- (2)生成MQTT三元组
- 3.7 模拟设备登录测试
- (1)填入登录信息
- (2)打开网页查看
- (3)MQTT登录测试参数总结
- 3.8 项目凭证
- 3.9 创建IAM账户
- 3.10 获取影子数据
- 3.11 修改设备属性
- 四、Qt开发入门与环境搭建
- 4.1 Qt是什么?
- 4.2 Qt版本介绍
- 4.3 Qt开发环境安装
- 4.4 开发第一个QT程序
- 4.5 调试输出
- 4.6 QT Creator常用的快捷键
- 4.7 QT帮助文档
- 4.8 UI设计师使用
- 4.9 按钮控件组
- 4.10 布局控件组
- 4.11 基本布局控件
- 4.12 UI设计师的布局功能
- 五、上位机开发
- 5.1 Qt开发环境安装
- 5.2 新建上位机工程
- 5.3 切换编译器
- 5.4 编译测试功能
- 5.5 设计UI界面与工程配置
- 【1】打开UI文件
- 【2】开始设计界面
- 5.6 设计代码
- 【1】获取token
- 【2】获取影子数据
- (1)获取当前时间并更新界面上的时间标签
- (2)设置请求URL和初始化网络请求
- (3)构造API请求URL
- (4)设置请求的头部信息
- (5)设置请求URL并发送请求
- (6)总结
- 【3】解析数据更新界面
- (1)**解析JSON数据:**
- (2) **检查解析结果:**
- (3) **检查数据是否为对象:**
- (4) **解析`shadow`数组中的数据:**
- (5) **提取属性数据:**
- (6) **提取设备和传感器数据:**
- (7)**更新UI显示:**
- (8) **设置不同的显示样式:**
- (9)**火焰和蜂鸣器状态显示:**
- (10)**设备开关按钮状态:**
- (11)**时间和设备状态:**
- (12)**设备在线/离线状态判断:**
- (13)总结
- 5.5 编译Windows上位机
- 5.6 配置Android环境
- 【1】选择Android编译器
- 【2】创建Android配置文件
- 【3】配置Android图标与名称
- 【4】编译Android上位机
- 5.7 设备仿真调试
- 六、 BC26-NBIOT模块调试过程
- 6.1 模块调试接线
- 6.2 测试模块
- 6.3 上电初始化操作
- 七、LD3320语音识别模块-编程
- 7.1 模块实物
- 7.2 模块调试
- 7.3 打开工程
- 7.4 增加语音识别代码
- 7.5 程序下载
- 7.6 串口打印的值
- 八、STM32代码设计
- 8.1 硬件连线说明
- 8.2 硬件原理图
- 8.3 硬件组装过程
- 8.4 硬件实物图
- 8.5 KEIL工程截图
- 8.6 程序下载
- 8.7 程序正常运行效果
- 8.8 取模软件的使用
- 8.9 NBIOT模块与服务器通信
- (1)组合数据
- (2)检查NBIOT连接状态
- (3)上传数据到云服务器
- (5)判断上传结果
- (6)总结
- 8.10 硬件初始化
- (1)**释放PA15引脚**
- (2)**板载LED初始化**
- (3)**板载按键初始化**
- (4)**串口1初始化(用于打印信息)**
- (5)**环境光检测模块初始化(BH1750)**
- (6)**蜂鸣器初始化**
- (7)**环境温湿度传感器SHT30初始化**
- (8)**串口2初始化(连接NBIOT-BC26模块)**
- (9)**串口3初始化(连接LD3320语音识别模块)**
- (10)**ADC初始化(连接MQ2烟雾传感器)**
- (11)**步进电机初始化**
- (12)**硬件初始化(灯光、风扇、空调等)**
- (13)总结
- 8.11 NBIOT模块-初始化
- (1)**OLED清屏与初始化显示**
- (2)**连接尝试计数器和模块复位**
- (3)**检测BC26模块是否正常**
- (4)**模块复位与初始化配置**
- (5)**MQTT协议初始化**
- (6)**订阅MQTT主题**
- (7)**设置连接成功标志**
- (8)总结
- 8.12 LCD界面显示
- (1)**`OLED_Page_1`:显示环境温度和湿度**
- (2)**`OLED_Page_2`:显示烟雾浓度、环境光强、火焰监测和报警状态**
- (3)**`OLED_Page_3`:显示卧室灯、客厅灯、风扇、空调状态**
- (4)总结
- 8.14 数据采集与显示
- 【1】详细分析
- **(1)轮询计时与指示灯**
- **(2)数据采集与处理**
- **(3)报警逻辑**
- **(4)数据组装与上传**
- **(5)OLED 显示更新**
- 【2】总结
- 8.15 按键代码
- (1)**按键扫描与显示**
- (2)**显示屏翻页逻辑**
- (3)**卧室灯控制**
- (4)**客厅灯控制**
- (5)总结
- 8.16 上位机命令处理
- **【1】主要功能**
- **【2】代码详解**
- **(1)接收和打印数据**
- **(2)解析控制命令**
- **(3)窗帘控制**
- **(4)请求响应**
- **(5)复位接收标志**
- 8.17 语音识别命令处理
- **【1】功能概述**
- **【2】代码详解**
- **(1)接收与打印数据**
- **(2)控制命令解析与执行**
- 示例:卧室灯控制
- 其他设备控制逻辑
- **(3)清理接收缓存**
- 九、使用STM32代码的流程以及注意事项
- 9.1 第1步
- 9.2 第2步
- 9.3 第3步
- 十、代码移植更改
- 【1】STM32代码
- 【2】Qt上位机代码
- 十一、完整STM32代码
一、前言
1.1 项目介绍
【1】项目开发背景
智能家居控制系统随着科技的不断发展,已经逐渐进入人们的日常生活,成为提升生活品质和便捷性的关键技术之一。近年来,物联网(IoT)技术的兴起,为智能家居系统的广泛应用提供了强大的技术支持。借助物联网技术,家庭中的各种电器可以通过网络实现远程控制、自动化管理和数据监控,极大地提高了居住者的舒适度、便捷性和安全性。
本项目设计一个基于STM32的智能家居控制系统,通过集成多种传感器与执行器,结合云计算与物联网技术,提供全面的家居自动化解决方案。系统不仅支持语音指令、手机APP和Windows电脑等多种方式进行远程控制,还能够实时监测室内环境的温湿度、光照强度以及烟雾浓度等关键参数,提升居住环境的安全性和舒适性。
随着环境污染和安全隐患的增加,智能家居系统的安全功能变得尤为重要。本项目特别设计了烟雾检测与火光检测功能,当检测到异常情况时,系统会及时报警并通过蜂鸣器和手机APP通知用户,以确保家庭成员的安全。通过集成的OLED显示屏,用户还可以实时查看环境数据和设备的工作状态,实现本地和远程的双重管理。
为了实现设备与云端的高效连接,本项目采用了华为云IOT平台,通过NBIOT模块将数据上传至云端&#