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基于STM32的智能家居检测把握体系设计

发布时间:2020-04-06 01:06:01 文章来源:未来智讯    
    基于STM32的智能家居检测把握体系设计作者:未知  摘要:跟着互联网的成长,家居智能化的把握越来越多地应用在人们的日常糊口中。本文较为详细地论说了基于STM32的智能家居检测把握体系的构建意义、开辟思绪,并对体系设计的局部关头技艺进行论说,从而兑现智能家居检测把握体系的构建,该体系能够兑现对多种设备的把握以及对家居情况的检测。
  关头词:STM32;设备把握;局域网;长途把握
  中图分类号:TP311 文献标识码:A
  文章编号:1009-3044(2019)12-0170-02
  1 绪论
  1.1 切磋配景
  智能家居的成长分为三个阶段,起首是家庭电子化阶段。该阶段面向单个电器,家庭电器并未议决网络相连,相互之间异国关联,仅仅不过议决特定的体式格局来把握某个电器按要求进行事情。第二个阶段是室庐主动化阶段,该阶段的智能家居体系面向功能进行设计,一局部家庭电器议决简略的网络进行互联从而兑现某些特定的功能。最终是家居智能化阶段,该阶段是面向体系设计的阶段,该体系的严重根本是各设备的互联网络。智能家居体系把室庐内种种与信息有关的设备联贯到网络节点中进行集结的监控、经管,从而保留家电与家居情况的和谐,为用户供给糊口、事情、进修以及娱乐的种种优质服务。智能家居以电子技艺、主动化技艺及通讯技艺为技艺根本。别的,成长麻利的长途经管技艺、云谋略技艺、物联网技艺等新兴技艺也与智能家居相联合,进一步促进了智能家居技艺的成长。
  1.2 切磋意义
  议决对智能家居检测把握体系的切磋,可以大幅提高人们糊口质量、事情效果,雄厚人们的精神与物质糊口。跟着谋略机技艺、通讯技艺、信息技艺的成长以及电脑的遍及,家居兑现智能检测把握,将给人类糊口带来全新的改变。
  2基于STM32的智能家居检测把握体系设计的关头技艺
  本体系对家居设备的直接把握由STM32单片机体系兑现,单片机体系议决领受各异路子传递过来的下令以决意做出什么样的把握动作。体系中有多种把握体式格局,个中的局域网把握体式格局又有经管员与通俗用户的区别,是以为各异把握终端分派了各异的优先级。
  2.1单片机方案选择
  STM32使用3.3V电压供电,本设计选取的WiFi模块也使用3.3V供电,省去了电平匹配电路,同时本设计必要同时使用两个串口,51单片机惟有一个串口,是以选取STM32单片机把握体系。
  2.2网络构建方案选择
  上位机与下位机同时联贯路由器,组成局域网,其方案选择有以下两种。
  方案一,下位机做服务器,上位机做客户端。每个用户都能议决一个特定的客户端联贯上服务器向服务器发送指令。该方案能使多个用户议决多个客户端兑现对家居设备进行自力把握。
  方案二,下位机做客户端,上位机做服务器。每一个下位机模块作为一个客户端,领受上位机服务器发送过来的指令。该方案能仅使用一个上位机来对大量设备进行直接把握。
  在该网络中服务器惟有一个,客户端能够有多个。方案一实用于一个家庭中多个成员各自对家居设备进行把握的环境,但存在必然的安好问题。方案二中每个下位机都能自力把握必然数目的设备,是以能兑现对大量设备的把握,但家居设备数目较少,可由一个下位机进行把握,并且下位机数目的添加也会添加成本。服务器步骤的开辟难度也大于客户真个开辟。综合思虑选取方案一。
  2.3 实时温度采集方案
  上位机实时温度曲线的绘制必要实时采集温度以更新用于绘制曲线的数据。使用上位机的timer控件,以1s为周期向下位机发送央求,行使下位机的串口间断猎取实时温度值。
  2.4硬件体系设计
  2.4.1单片机最小体系
  包罗电源、时钟和复位电路。STM32F1xx系列选取低电源事情,电源事情局限是2.0~3.6V,常规设计一般选用3.3V电源。时钟是微处置器最严重的局部,时钟的起原是振荡器。在STM32F1xx系列产物中,其芯片内嵌一个8MHz的RC振荡器,在芯片上电复位以后,这个RC振荡器起首起振,为体系供给时钟源。本体系中必要兑现异步通讯,是以必要外接振荡器以供给高精度时钟。体系主时钟既能够选内部RC振荡器作为时钟源,也能够外部接一个时钟源。本体系中使用外部8MHz的晶振作为体系时钟的时钟源而不使用内部RC振荡器,目的是提高精度。
  2.4.2温度采集
  本体系选取的温度传感器是DS18B20,DS18B20是常用的高度集成温度传感器,具有体积小,精度高档长处。领受单片机的指令并向单片机返回所测温度值。
  2.4.3 LED驱动
  本设计统共用到了两个LED。LED1即具有三种事情模式的LED,LED0与电扇配合受一个IO口把握,用以指示电扇的事情功率。LED选取共阳联贯,LED正极与上拉电阻相连,负极与IO口相连。LED的事情电压和电流均较小,无须别的的驱动电路,能够议决单片机的IO口直接驱动。
  2.4.4 Wi-Fi模块
  在兑现局域网把握功能时下位机必要议决局域网与上位机进行数据互换。上位机能够议决编程驱动无线网卡来兑现,而下位机不具备网络通讯的硬件,是以必要外接Wi-Fi转串口的模块来兑现收发数据的功能。本设计选取的Wi-Fi模块是USR-WIFI232-T。这是一款一体化的低功耗嵌入式Wi-Fi模块,可以将用户的物理设备联贯到Wi-Fi无线网络上,而用户只需使用UART数据串口便能够利便地向Wi-Fi无线网络中发送数据或者从中领受数据。议决该模块,下位机体系便能够使用串口议决局域网与上位机互换数据。
  2.4.5 GSM模块
  在實现长途把握功能时下位机必要议决移动基站与手机进行数据互换。手机能够直接无线联贯到基站,议决发送短信的体式格局将数据发送到基站,而下位机务必议决外接的GSM模块将串口发出的数据传到基站和将从基站领受到的数据转发至串口。本设计选取的GSM模块是USR-GPRS232-7S3。该模块内置一张SIM卡,并议决指令配置指定手机号。指定手机号发送给模块的短信会议决串口输出,单片机议决串口输出到GSM模块的数据会以手机短信的体式格局发送到指定手机上。该模块议决stm32的串口2与stm32通讯。
  2.5 体系软件设计
  软件体系分为上位机步骤和下位机步骤两个局部。上位机步骤用C#编写,选取事务触发的体式格局以便于用户操作,首要功能是向下位机发送种种下令,并接管下位机的返回信息以必然体式格局显示出来。下位机步骤用C说话编写,首要包罗各个设备的驱动步骤以及用于处置把握下令的串口间断服务步骤。
  上位机软件首要分为主窗体和子窗体两局部,大局部事情由主窗体完成,子窗体首要用于温度曲线的绘制。当主窗体顶用于把握下位机的按钮被按下后,其注册的单击事务便会被触发,从而向下位机发送凭据通讯和谈预设的把握下令。别的,当主窗体领受到数据后会从中截掏出各异的信息并进行响应的处置。当必要绘制温度曲线时,主窗体天生子窗体,然后议决下位机赓续采集温度值,并议决窗体间传值将温度值传递给子窗体进行画图。
  3 结论
  本体系有三种把握体式格局,实用于现场、局域网、长途这三种各异把握距离的要求,离别是与STM32直接相连的硬件触摸屏把握;局域网内电脑上位机与下位机无线互联把握;长途手机短信把握。这三种把握体式格局可凭据现实必要进行切换或多种体式格局同时使用。体系的首要功能是使用户可以以某一种把握体式格局来兑现对小功率设备的开关、事情模式的配置,对大功率设备的开关和事情功率的设定,以及实时数据的检测。经测试,该体系可以议决三种把握体式格局兑现对设备的正确把握,从而兑现智能家居检测把握体系的设计。
  参考文献:
  [1] 邢袖迪.智能家居产物从设计到运营[M].北京:人平易近邮电出书社,2015(10).
  [2] 刘火良.STM32库开辟实战指南[M].北京:机器工业出书社,2017(2).
  [3] 李玉.基于STM32的低端无线智能家居把握体系索求[J].信息通讯,2015(3).
  【通联编纂:唐一东】
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