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【STM32项目开源】基于STM32的智能路灯控制系统

news 2025/9/30 7:08:34

一、设计背景和意义

1.1设计背景

1.2设计意义

二、实物效果展示

2.1实物图片

2.2实物演示视频

三、硬件功能简介

3.1项目功能详解

3.2元器件清单

四、主框图与软件流程图

五、硬件PCB展示

六、软件程序设计

七、项目资料包内容

资料获取：查看主页介绍“充哥单片机设计”

一、设计背景和意义

1.1设计背景

随着城市化进程的加快和智慧城市概念的普及，公共照明系统的智能化改造成为当前研究的热点之一。传统的路灯系统普遍存在能源浪费、管理效率低下、维护成本高等问题。例如，许多路灯仍采用固定亮度或简单定时开关的控制方式，无法根据实际环境需求动态调节，导致在无人时段或光照充足的情况下仍持续工作，造成电力资源的浪费。此外，故障检测依赖人工巡检，响应速度慢，维护成本较高。

1.2设计意义

该系统以STM32微控制器为核心，结合多传感器数据融合技术和物联网平台，实现了路灯的按需照明、远程监控及智能管理。相较于传统照明方式，该系统能够根据环境光照强度和人体活动情况自动调节亮度，在保证照明需求的同时最大限度地降低能耗，符合国家“双碳”战略对绿色节能技术的迫切需求。同时，通过接入机智云平台，管理人员可以实时监控路灯状态、远程调整参数，并借助故障报警功能快速定位问题，大幅提升运维效率。

二、实物效果展示

2.1实物图片

2.2实物演示视频

【开源】基于STM32的智能LED路灯系统

三、硬件功能简介

3.1项目功能详解

传感器检测：检测光照强度、监测人体红外
数据显示：0.96OLED屏幕显示全部的传感器数据以及传感器的阈值等数据。
执行机构：系统可以控制路灯的调光。
接入云平台：系统通过ESP8266 WIFI联网后，接入机智云平台。
App远程监控：通过App远程监控全部传感器数据；
阈值数据设定：系统通过按键设定阈值，也可以通过手机App远程设定。
模式切换：可以通过按键或者手机App实现自动/手动模式的切换。
故障模拟：设定了特定按键来模拟实现故障的检测，按键按下后，系统报故障，同时灯灭
手动模式：通过手机App或小程序控制开关
自动模式：根据环境的光亮自动调节LED灯的亮度，两个光敏分别调节
定时开关：可以设定时间实现自动开关。

3.2元器件清单

主控STM32F103C8T6最小系统板
0.96 OLED显示屏幕
ESP8266联网WIFI
人体红外热释电传感器
红外对管
DS1302时钟模块
光敏电阻2

四、主框图与软件流程图

主框图

流程图

五、硬件PCB展示

六、软件程序设计

#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 hc501;						//存储人体信号
uint8_t systemModel = 0;				//存储系统当前模式uint8_t hour,minute,second;			//时 分 秒
uint8_t menu = 1;					//显示菜单变量SensorModules sensorData;	//声明传感器数据结构体变量
SensorThresholdValue Sensorthreshold;	//声明传感器阈值结构体变量/*** @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;default: break;}
}/*** @brief  显示时间调节界面的选择符号* @param  num 为显示的位置* @retval 无*/
void OLED_Time_Option(u8 num)
{switch(num){case 1:	OLED_ShowChar(2,6,'v');OLED_ShowChar(2,9,' ');OLED_ShowChar(2,12,' ');break;case 2:	OLED_ShowChar(2,6,' ');OLED_ShowChar(2,9,'v');OLED_ShowChar(2,12,' ');break;case 3:	OLED_ShowChar(2,6,' ');OLED_ShowChar(2,9,' ');OLED_ShowChar(2,12,'v');break;default: break;}
}/*** @brief  显示时间调节界面的内容* @param  无* @retval 无*/
void OLED_ThresholdTime(void)
{//系统时间：OLED_ShowChinese(1, 3, 20); OLED_ShowChinese(1, 4, 21); OLED_ShowChinese(1, 5, 28); OLED_ShowChinese(1, 6, 29); OLED_ShowChar(1, 13, ':');OLED_ShowNum(3,5,hour,2);OLED_ShowChar(3,7,':');OLED_ShowNum(3,8,minute,2);OLED_ShowChar(3,10,':');OLED_ShowNum(3,11,second,2);
}/*** @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;OLED_Clear();menu = timeSettingsPage;hour = MyRTC_Time[3];minute = MyRTC_Time[4];second = MyRTC_Time[5];	}else if (KeyNum == KEY_4){KeyNum = 0;OLED_Clear();menu = timeSettingsPage;hour = MyRTC_Time[3];minute = MyRTC_Time[4];second = MyRTC_Time[5];}			break;		case 2:if (KeyNum == KEY_3){KeyNum = 0;Sensorthreshold.Illumination_threshold += 10;if (Sensorthreshold.Illumination_threshold > 999){Sensorthreshold.Illumination_threshold = 1;}}else if (KeyNum == KEY_4){KeyNum = 0;Sensorthreshold.Illumination_threshold -= 10;if (Sensorthreshold.Illumination_threshold < 1){Sensorthreshold.Illumination_threshold = 999;}				}			break;case 3:if (KeyNum == KEY_3){KeyNum = 0;Sensorthreshold.Distance_threshold++;if (Sensorthreshold.Distance_threshold > 99){Sensorthreshold.Distance_threshold = 1;}}else if (KeyNum == KEY_4){KeyNum = 0;Sensorthreshold.Distance_threshold--;if (Sensorthreshold.Distance_threshold < 1){Sensorthreshold.Distance_threshold = 99;}				}break;default: break;		}
}/*** @brief  对系统时间进行修改* @param  num 为当前用户需要更改的时分秒位置* @retval 无*/
void TimeModification(uint8_t num)
{switch (num){case 1:if (KeyNum == KEY_3){KeyNum = 0;hour++;if (hour > 24){hour = 0;}}else if (KeyNum == KEY_4){KeyNum = 0;hour --;if (hour > 24){hour = 24;}				}		break;		case 2:if (KeyNum == KEY_3){KeyNum = 0;minute++;if (minute > 60){minute = 0;}}else if (KeyNum == KEY_4){KeyNum = 0;minute --;if (minute > 60){minute = 60;}				}					break;case 3:if (KeyNum == KEY_3){KeyNum = 0;second++;if (second > 60){second = 0;}}else if (KeyNum == KEY_4){KeyNum = 0;second --;if (second > 60){second = 60;}				}		break;default: break;		}
}/*** @brief  获取传感器的数据* @param  无* @retval 无*/
void sensorScan(void)
{DHT11_Read_Data(&sensorData.humi, &sensorData.temp);HC_SR04_Deboanle(&sensorData.distance);LDR_LuxData(&sensorData.lux);HC_SR501_Input(&sensorData.people);		
}int main(void)
{ADCX_Init();PWM_Init(100 - 1, 720 - 1);Timer2_Init(9,14398);Uart2_Init(9600);Uart1_Init(115200);IWDG_Init();	//初始化看门狗LDR_Init();OLED_Init();DHT11_Init();LED_Init();Key_Init();HC_SR501_Init();HC_SR04_Init();Buzzer_Init();MyRTC_Init();Sensorthreshold.Illumination_threshold = FLASH_R(FLASH_START_ADDR);	//从指定页的地址读FLASHSensorthreshold.Distance_threshold = FLASH_R(FLASH_START_ADDR+2);	//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
//	GPIO_SetBits(Buzzer_PROT, Buzzer);
//	Delay_ms(1200);while (1){IWDG_ReloadCounter(); //重新加载计数值 喂狗sensorScan();	//获取传感器数据switch (menu){case display_page:MyRTC_ReadTime();	//调用此函数后，RTC硬件电路里时间值将刷新到全局数组OLED_Menu_SensorData();	//显示主页面传感器数据、系统模式等内容OLED_Menu();	//显示主页面的固定内容if (!systemModel){LED_PWM_KEY();	//按键控制LED的PWM			}//切换系统模式if (KeyNum == KEY_1){KeyNum = 0;systemModel = ~systemModel;if (systemModel){currentDataPoint.valueModel = 1;}else{currentDataPoint.valueModel = 0;}}				//判断是否进入阈值设置界面if (KeyNum == KEY_Long1){KeyNum = 0;OLED_Clear();	//清屏menu = settingsPage;	//跳转到阈值设置界面}break;case settingsPage: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;OLED_Clear();	//清屏menu = display_page;	//跳转到主界面//存储修改的传感器阈值至flash内				FLASH_W(FLASH_START_ADDR, Sensorthreshold.Illumination_threshold, Sensorthreshold.Distance_threshold);currentDataPoint.valueIllumination_threshold = Sensorthreshold.Illumination_threshold;currentDataPoint.valueDistance_threshold = Sensorthreshold.Distance_threshold;}break;case timeSettingsPage:OLED_ThresholdTime();	//显示时间设置界面的内容OLED_Time_Option(SetSelection());	//实现间设置界面的选择功能TimeModification(SetSelection());	//实现时间调节功能	//判断是否退出时间设置界面if (KeyNum == KEY_2){KeyNum = 0;//将更改的数据赋值回RTC数组中MyRTC_Time[3] = hour;	MyRTC_Time[4] = minute;MyRTC_Time[5] = second;		MyRTC_SetTime();	//调用此函数后，全局数组里时间值将刷新到RTC硬件电路	OLED_Clear();	//清屏menu = settingsPage;	//回到阈值设置界面}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					}
}