基于STM32单片机的智能家居设计.pdf
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1、wwwele169com|59智能应用基于 STM32 单片机的智能家居设计 杨千慧,唐浩煜,邹枫奕,殷继启,陈诚,胡安正,黄河(湖北文理学院 物理与电子工程学院,湖北襄阳,441053)基金项目:2022年大学生创新创业训练项目(编号X202210519091)。摘要:随着互联网和人工智能的快速发展,人们的生活质量不断得到改善。智能家居作为研究的热点之一,为了充分利用最新的信息技术,方便人们对智能家居进行管控,本文基于ESP8266-01S WiFi模块、IOS和手机APP机智云等新技术,设计并研制出一种基于手机APP的温湿度监管系统。该系统实现了家庭设备的自动化、智能化、网络化、远程化控制
2、和管理,提高了家庭生活的舒适度、安全性、便利性和节能性。关键词:居家温湿度监管;智能家居;手机APP0 引言随着经济的飞速发展,人们对家居生活的要求越来越高,这为智能家居的发展带来了机会。智能家居通过连接各种智能设备和传感器,实现自动化控制和智能化管理,从而让家居更加智能化、高效化和人性化。智能家居可以实现远程控制、语音控制、智能识别、智能推荐等功能,让人们更加轻松地享受生活。此外,智能家居还可以提高家居的能源利用效率,减少能源浪费,从而实现节能减排的目标。因此,智能家居已经成为现代家居的重要组成部分,受到越来越多人的关注和追捧。1 居室温湿度监管系统总体设计方案该 智 能 家 庭 温 湿 度
3、 监 管 系 统 核 心 是 基 于STM32F103RCT6 主 控 芯 片 和 ESP8266-01SWiFi 模 块,ESP8266-01SWiFi 模 块 与 手 机 APP 配 网 后,DHT11 温湿度模块将实时检测到的当前环境温湿度信息发送给STM32F103RCT6,同时通过 OLED 屏幕将当前环境下的温湿度和用户设定的温湿度阈值信息显示出来,手机 APP 也会同步更新这些信息,并且我们可以通过手机 APP 设定温湿度阈值。主控通过串口发送信息给 KIR-8 模块,通过红外发射信号给家庭空调,加湿器也通过硬件电路接入本系统,可通过手机 APP 去控制加湿器的开关和状态,在我们
4、设定了家庭温湿度阈值之后,单片机会在接收到各个模块发来的信息之后,进行处理然后调用家庭空调和加湿器来维持家庭温湿度的稳定性。主要部分由各个模块的数据收集端、基于 ESP8266-01SWiFi 模块的网络端和主控 STM32F103RCT6 的控制端构成。网络端的主要作用是通过 WiFi 联网与手机 APP 实现数据传输以及接收手机 APP 端发送的数据给主控来完成各项控制,通过使用机智云的服务器平台来实现设备接入和数据监视,服务器平台上也可以查看各数据和储存部分信息。控制端是 STM32F103RCT6 作为主控芯片,它拥有着 3 个12 位的 ADC,4 个通用 16 位定时器和两个 PW
5、M 定时器,5 个串口。能够高效地接收数据,处理数据和发送数据。系统总体框图如图 1 所示。由于采用机智云平台的服务器,所以在接收到信息之图 1系统总体方案框图60|电子制作2023 年 7 月智能应用后,会通过 WiFi 先上传云数据平台,然后云数据平台再将数据传到手机 APP,以此来实时显示系统各项数据,手机APP 在发送信息时也是先将数据上传云数据平台,最后发送到主控芯片来处理数据,最终实现家庭温湿度的监管及家庭空调和加湿器的控制。2 单元电路设计 2.1 单片机控制单元本单元主要由STM32F103RC单片机最小系统,OLED显示模块、通信模块 ESP8266-01S、DHT11 温湿
6、度模块、KIR-8 红外发射模块组成。单片机的最小系统由电源电路、复位电路、时钟电路和下载电路组成。2.1.1 单片机简介STM32F103RC 是一款基于 ARMCortex-M3 内核的 32位单片机,最高工作频率可达 72MHz。该单片机还配备了3 个 12 位模数转换器,转换时间仅为 1s,可支持多达 21个输入通道。此外,该单片机还拥有 2 个 12 位 D/A 转换器、112 个快速 I/O 口、11 个定时器和 13 个通信接口,其中包括 2 个 IC 接口、SPI 接口、3 个 USART 接口、一个 USB接口和一个 CAN 接口。这些接口和口子的存在,使得单片机可以根据我们
7、的需要,灵活地接入各种设备和模块。单片机会根据各个模块的需求,对其进行相应的操作,以实现我们所需要的功能。2.1.2 单片机使用本设计以 STM32F103RCT6 单片机为核心。该系统主要利用单片机接收 DHT11 传感器发来的温湿度数据,并将这些数据上传到云端,以便用户可以通过手机 APP 实时查看室内温湿度情况。同时,单片机还能够接收来自用户手机APP 发送的信息,并及时做出响应,以控制家庭空调和加湿器等其他模块的工作。此外,单片机还可以通过 I2C 通信将温湿度信息传输到 OLED 显示屏上。在智能化调节室内温湿度方面,单片机会根据 DHT11传感器实时检测到的室内温湿度状况和用户手机
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