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STM32项目分享：智能家居(机智云)升级版

news 来源：原创 2025/5/23 13:24:05

一、前言

二、项目简介

1.功能详解

2.主要器件

三、原理图设计

四、PCB硬件设计

PCB图

五、程序设计

六、实验效果

七、资料内容

项目分享

一、前言

项目成品图片：

哔哩哔哩视频链接：

STM32智能家居(机智云)升级版

（资料分享见文末）

二、项目简介

1.功能详解

基于STM32的智能家居(机智云)升级版

功能如下：

检测功能：监测环境温湿度、烟雾浓度、一氧化碳、空气质量、光照强度、大气压强
显示功能：将检测到的数据显示在OLED上
控制功能：系统可以控制LED灯、步进电机（窗户）
手动模式：机智云APP远程控制LED灯和步进电机。
自动模式：系统检测到烟雾浓度/一氧化碳/空气质量超出阈值时、蜂鸣报警并开窗通风；光线低于阈值时，自动开启LED灯
阈值调节：按键调节系统阈值
手机APP：通过ESP8266 WIFI模块连接网络，接入机智云服务器，实现数据上报和控制下发

2.主要器件

STM32F103C8T6单片机
OLED 屏幕
DHT11温湿度传感器
光敏电阻
MQ-2烟雾传感器
MQ-7一氧化碳传感器
MQ-135空气质量传感器
ESP8266-01S(WIFI模块)
步进电机
有源蜂鸣器

三、原理图设计

四、PCB硬件设计

PCB图

五、程序设计

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "oled.h"
#include "adcx.h"
#include "bmp280.h"
#include "sensormodules.h"
#include "dht11.h"
#include "key.h"
#include "tim2.h"
#include "tim3.h"
#include "flash.h"
#include "motor.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "iwdg.h"SensorModules sensorData;			//声明传感器模块的结构体变量
SensorThresholdValue Sensorthreshold;	//声明传感器阈值结构体变量#define KEY_Long1	11#define KEY_1	1
#define KEY_2	2
#define KEY_3	3
#define KEY_4	4#define FLASH_START_ADDR	0x0801f000	//写入的起始地址uint8_t motorFlag = 0;
uint8_t oledPages = 1;	//系统显示页面
uint8_t model;	//系统模式typedef enum 
{DISPLAY_PAGE1 = 1,DISPLAY_PAGE2,SETTINGS_PAGE
} OLED_PAGES;/*** @brief  显示菜单1的固定内容* @param  无* @retval 无*/
void OLED_Menu1(void)
{//显示“温度：  C”OLED_ShowChinese(1,1,48);OLED_ShowChinese(1,2,49);OLED_ShowChar(1,5,':');OLED_ShowChar(1,8,'C');//显示“湿度:   %”OLED_ShowChinese(1,5,50);OLED_ShowChinese(1,6,51);OLED_ShowChar(1,13,':');	OLED_ShowChar(1,16,'%');//显示”光照强度：  Lux“OLED_ShowChinese(2, 1, 8);OLED_ShowChinese(2, 2, 9);	OLED_ShowChinese(2, 3, 10);OLED_ShowChinese(2, 4, 11);	OLED_ShowChar(2, 9, ':');OLED_ShowString(2, 14, "Lux");//显示“大气压强： ”OLED_ShowChinese(3, 1, 12);OLED_ShowChinese(3, 2, 13);OLED_ShowChinese(3, 3, 14);OLED_ShowChinese(3, 4, 15);OLED_ShowChar(3, 9, ':');OLED_ShowString(3, 14, "hPa");//显示“系统模式：”OLED_ShowChinese(4, 1, 28);OLED_ShowChinese(4, 2, 29);OLED_ShowChinese(4, 3, 30);OLED_ShowChinese(4, 4, 31);	OLED_ShowChar(4, 9, ':');
}/*** @brief  显示菜单2的固定内容* @param  无* @retval 无*/
void OLED_Menu2(void)
{//显示“烟雾浓度：  ppm”OLED_ShowChinese(1, 1, 20);OLED_ShowChinese(1, 2, 21);OLED_ShowChinese(1, 3, 22);OLED_ShowChinese(1, 4, 23);	OLED_ShowChar(1, 9, ':');OLED_ShowString(1,13,"ppm");//显示“一氧化碳：  ppm”OLED_ShowChinese(2, 1, 16);OLED_ShowChinese(2, 2, 17);OLED_ShowChinese(2, 3, 18);OLED_ShowChinese(2, 4, 19);	OLED_ShowChar(2, 9, ':');OLED_ShowString(2,13,"ppm");	//显示“空气质量：  ppm”OLED_ShowChinese(3, 1, 24);OLED_ShowChinese(3, 2, 25);OLED_ShowChinese(3, 3, 26);OLED_ShowChinese(3, 4, 27);	OLED_ShowChar(3, 9, ':');OLED_ShowString(3,13,"ppm");		
}/*** @brief  显示菜单1的传感器数据* @param  无* @retval 无*/
void SensorDataDisplay1(void)
{//显示温度数据OLED_ShowNum(1, 6, sensorData.temp, 2);//显示湿度数据OLED_ShowNum(1, 14, sensorData.humi, 2);//显示光照强度数据OLED_ShowNum(2, 10, sensorData.lux, 4);	//显示大气压强数据OLED_ShowNum(3, 10, 1020, 4);//显示系统状态数据if (!model){OLED_ShowChinese(4, 6, 36);OLED_ShowChinese(4, 7, 37);		}else{OLED_ShowChinese(4, 6, 32);OLED_ShowChinese(4, 7, 33);			}
}/*** @brief  显示菜单2的传感器数据* @param  无* @retval 无*/
void SensorDataDisplay2(void)
{//显示烟雾浓度数据OLED_ShowNum(1, 10, sensorData.smoke, 3);	//显示一氧化碳数据OLED_ShowNum(2, 10, sensorData.CO, 3);	//显示空气质量数据OLED_ShowNum(3, 10, sensorData.AQI, 3);
}/*** @brief  显示系统阈值设置界面1* @param  无* @retval 无*/
void OLED_SetInterfacevoid(void)
{//显示“光照阈值”OLED_ShowChinese(1, 2, 8);OLED_ShowChinese(1, 3, 9);	OLED_ShowChinese(1, 4, 42);OLED_ShowChinese(1, 5, 43);	OLED_ShowChar(1, 11, ':');//显示“烟雾阈值”OLED_ShowChinese(2, 2, 20);OLED_ShowChinese(2, 3, 21);	OLED_ShowChinese(2, 4, 42);OLED_ShowChinese(2, 5, 43);	OLED_ShowChar(2, 11, ':');//显示“一氧化碳阈值”OLED_ShowString(3, 3, "CO");OLED_ShowChinese(3, 4, 42);OLED_ShowChinese(3, 5, 43);	OLED_ShowChar(3, 11, ':');//显示“空气质量阈值”OLED_ShowString(4, 3, "AQI");OLED_ShowChinese(4, 4, 42);OLED_ShowChinese(4, 5, 43);	OLED_ShowChar(4, 11, ':');//显示光照阈值数值OLED_ShowNum(1, 12, Sensorthreshold.luxValue, 4);//显示烟雾阈值数值OLED_ShowNum(2, 12, Sensorthreshold.smokeValue, 3);//显示一氧化碳阈值数值OLED_ShowNum(3, 12, Sensorthreshold.COValue, 3);//显示空气质量阈值数值OLED_ShowNum(4, 12, Sensorthreshold.AQIValue, 3);
}/*** @brief  记录阈值界面下按KEY1的次数* @param  无* @retval 返回次数*/
uint8_t SetSelection(void)
{static uint8_t count = 1;if(KeyNum == KEY_1){KeyNum = 0;count++;if (count > 4){count = 1;}}return count;
}/*** @brief  显示阈值界面的选择符号* @param  num 为显示的位置* @retval 无*/
void OLED_Option(uint8_t num)
{switch(num){case 1:	OLED_ShowChar(1,1,'>');OLED_ShowChar(2,1,' ');OLED_ShowChar(3,1,' ');OLED_ShowChar(4,1,' ');break;case 2:	OLED_ShowChar(1,1,' ');OLED_ShowChar(2,1,'>');OLED_ShowChar(3,1,' ');OLED_ShowChar(4,1,' ');break;case 3:	OLED_ShowChar(1,1,' ');OLED_ShowChar(2,1,' ');OLED_ShowChar(3,1,'>');OLED_ShowChar(4,1,' ');break;case 4:	OLED_ShowChar(1,1,' ');OLED_ShowChar(2,1,' ');OLED_ShowChar(3,1,' ');OLED_ShowChar(4,1,'>');break;default: break;}
}/*** @brief  对阈值界面的传感器阈值进行修改* @param  num 为当前用户需要更改的传感器阈值位置* @retval 无*/
void ThresholdModification(uint8_t num)
{switch (num){case 1:if (KeyNum == KEY_3){KeyNum = 0;Sensorthreshold.luxValue += 10;if (Sensorthreshold.luxValue > 2000){Sensorthreshold.luxValue = 0;}}else if (KeyNum == KEY_4){KeyNum = 0;Sensorthreshold.luxValue -= 10;if (Sensorthreshold.luxValue > 2000){Sensorthreshold.luxValue = 2000;}				}break;case 2:if (KeyNum == KEY_3){KeyNum = 0;Sensorthreshold.smokeValue += 10;if (Sensorthreshold.smokeValue > 500){Sensorthreshold.smokeValue = 0;}}else if (KeyNum == KEY_4){KeyNum = 0;Sensorthreshold.smokeValue -= 10;if (Sensorthreshold.smokeValue > 500){Sensorthreshold.smokeValue = 500;}				}	break;case 3:if (KeyNum == KEY_3){KeyNum = 0;Sensorthreshold.COValue += 10;if (Sensorthreshold.COValue > 500){Sensorthreshold.COValue = 0;}}else if (KeyNum == KEY_4){KeyNum = 0;Sensorthreshold.COValue -= 10;if (Sensorthreshold.COValue > 500){Sensorthreshold.COValue = 500;}				}break;case 4:if (KeyNum == KEY_3){KeyNum = 0;Sensorthreshold.AQIValue += 10;if (Sensorthreshold.AQIValue > 500){Sensorthreshold.AQIValue = 0;}}else if (KeyNum == KEY_4){KeyNum = 0;Sensorthreshold.AQIValue -= 10;if (Sensorthreshold.AQIValue > 500){Sensorthreshold.AQIValue = 500;}				}break;default: break;		}
}/*** @brief  根据标志位控制步进电机的运行* @param  无* @retval 无*/
void MotorOperation(void)
{if (motorFlag == 1){MOTOR_Direction_Angle(1, 0, 90, 1);MOTOR_STOP();motorFlag = 0;}else if (motorFlag == 2){MOTOR_Direction_Angle(0, 0, 90, 1);MOTOR_STOP();motorFlag = 0;		}}/*** @brief  传感器数据扫描* @param  无* @retval 无*/
void SensorScan(void)
{DHT11_Read_Data(&sensorData.humi, &sensorData.temp);Get_Average_LDR_LUX(&sensorData.lux);Get_Average_MQ2_PPM(&sensorData.smoke);Get_Average_MQ7_PPM(&sensorData.CO);Get_Average_MQ135_PPM(&sensorData.AQI);sensorData.hPa = (uint32_t)BMP280_Get_Pressure();
}int main(void)
{ADCX_Init();Timer2_Init(9,14398);Uart2_Init(9600);Uart1_Init(115200);IWDG_Init();OLED_Init();Bmp_Init();DHT11_Init();Key_Init();MOTOR_Init();LED_Init();Buzzer_Init();Sensorthreshold.luxValue = FLASH_R(FLASH_START_ADDR);	//从指定页的地址读FLASHSensorthreshold.smokeValue = FLASH_R(FLASH_START_ADDR+2);	//从指定页的地址读FLASHSensorthreshold.COValue = FLASH_R(FLASH_START_ADDR+4);	//从指定页的地址读FLASHSensorthreshold.AQIValue = FLASH_R(FLASH_START_ADDR+6);	//从指定页的地址读FLASHGENERAL_TIM_Init();userInit();		//完成机智云初始赋值gizwitsInit();	//开辟一个环形缓冲区while (1){IWDG_ReloadCounter();	//使能重装载寄存器计数SensorScan();	//获取传感器数据switch (oledPages){case DISPLAY_PAGE1:OLED_Menu1();	//显示主页面1固定信息SensorDataDisplay1();//显示传感器1数据MotorOperation();/*按键按下时进入主页面2*/if (KeyNum == KEY_2){KeyNum = 0;oledPages = DISPLAY_PAGE2;OLED_Clear();}/*按键按下时切换模式*/if (KeyNum == KEY_1){KeyNum = 0;model = !model;if (!model){LED_OFF();Buzzer_OFF();}}/*按键按下时进入阈值设计界面*/if (KeyNum == KEY_Long1){KeyNum = 0;oledPages = SETTINGS_PAGE;OLED_Clear();}break;case DISPLAY_PAGE2:OLED_Menu2();SensorDataDisplay2();MotorOperation();/*按键按下时进入主页面2*/if (KeyNum == KEY_2){KeyNum = 0;oledPages = DISPLAY_PAGE1;OLED_Clear();}				break;case SETTINGS_PAGE:OLED_SetInterfacevoid();	//显示阈值设置界面的固定内容OLED_Option(SetSelection());	//实现阈值设置页面的选择功能ThresholdModification(SetSelection());	//实现阈值调节功能	//判断是否退出阈值设置界面if (KeyNum == KEY_2){KeyNum = 0;oledPages = DISPLAY_PAGE1;	//跳转到主界面OLED_Clear();	//清屏//存储修改的传感器阈值至flash内	FLASH_W(FLASH_START_ADDR, Sensorthreshold.luxValue, Sensorthreshold.smokeValue, Sensorthreshold.COValue, Sensorthreshold.AQIValue);}break;default: break;}userHandle();	//更新机智云数据点变量存储的值gizwitsHandle((dataPoint_t *)&currentDataPoint);	//数据上传至机智云					}
}