一、實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

本智能家居系統(tǒng)是一款功能豐富、易于使用的智能家居解決方案，可以通過(guò)檢測(cè)溫濕度、光照強(qiáng)度和空氣質(zhì)量等參數(shù)，為我們提供更加舒適、健康、安全的居住環(huán)境，讓用戶享受更加智能的生活體驗(yàn)。

該系統(tǒng)采用CW32F030單片機(jī)作為核心控制器，通過(guò)各種傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行相應(yīng)控制。例如，當(dāng)室內(nèi)光照不足時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)燈光，確保室內(nèi)光線充足。室內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)和空氣質(zhì)量通過(guò)屏幕顯示，并實(shí)時(shí)上傳到云平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

二、實(shí)驗(yàn)器材

本實(shí)驗(yàn)使用到了CW32-48F大學(xué)計(jì)劃開(kāi)發(fā)板、ESP8266WIFI模塊、DHT11溫濕度模塊、MQ-135空氣檢測(cè)傳感器、光敏電阻模塊、熱釋電傳感器模塊、LED交通燈模塊及Keil5開(kāi)發(fā)環(huán)境。

開(kāi)發(fā)板上預(yù)留了ESP8266WIFI模塊接口，通過(guò)串口與ESP8266通信。

開(kāi)發(fā)板上預(yù)留了DHT11模塊接口

【MQ-135空氣傳感器模塊與單片機(jī)接線】：

VCC-- 5V

GND-- GND

DO -- ×

AO -- PA0

【光敏電阻模塊與單片機(jī)接線】：

VCC-- 3.3V

GND-- GND

DO -- ×

AO -- PA4

【熱釋電人體感應(yīng)模塊與單片機(jī)接線】：

VCC-- 3.3V

GND-- GND

OUT -- PB10

【LED交通燈模塊與單片機(jī)接線】：

R -- PA6

Y -- PA5

G -- PB11

GND-- GND

三、核心代碼

main.c:
/*傳感器數(shù)據(jù)*/
uint16_t ppm=0;            //空氣中甲苯濃度
uint8_t humidity=0;        //濕度
uint8_t temperture=0;      //溫度
uint8_t Light_intensity=0; //光照強(qiáng)度（0~100）
uint16_t adc_result[2]={0}; //保存ADC序列轉(zhuǎn)換結(jié)果


/*標(biāo)識(shí)控制位*/
_Bool Flag_5s=0;       //5s計(jì)時(shí)
uint16_t time5scnt=0;  //5s計(jì)數(shù)
uint16_t time2scnt=0;  //2s計(jì)數(shù)
_Bool averyflag=0;    //ADC序列采集完成標(biāo)志位
_Bool send_flag=0;    //數(shù)據(jù)上云控制位


/*自定義函數(shù)*/
void PIR_Proc(void);    //檢測(cè)人是否存在
void DHT11_Proc(void);  //采集溫濕度
void MQ135_Proc(void);  //檢測(cè)空氣質(zhì)量
void Photo_Proce(void); //檢測(cè)亮度
void System_Init(void); //系統(tǒng)初始化
void Send2OneNet(void); //數(shù)據(jù)上云
void Interface(void);   //數(shù)據(jù)顯示界面
void LED_Proc(uint8_t led,uint8_t state); //LED燈


/*主程序*/
int main(void)
{
  System_Init();  //系統(tǒng)初始化
  Interface();    //界面顯示
  while(1)
  {  
    PIR_Proc();     //人
    DHT11_Proc();  //溫濕度
    MQ135_Proc();  //空氣質(zhì)量
    Photo_Proce(); //光強(qiáng)
    Send2OneNet(); //數(shù)據(jù)上云
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE); //啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換 
    Delay_ms(500);
  }
}


/*子程序*/
void System_Init(void)  //系統(tǒng)初始化函數(shù)
{    
  Lcd_Init();   
  TFT_Welcome(); //開(kāi)機(jī)界面
  
  LED_Init();    
  PIR_Init();     //熱釋電傳感器初始化
  DHT11_Init();  //溫濕度傳感器初始化
  Buzzer_Init(); //蜂鳴器初始化
  while(DHT11_Check()); //檢測(cè)DHT11是否已連接
  
  BTIM_Init();  
//  Usart1_Init(115200);  //調(diào)試串口
  Usart2_Init(115200);  //ESP8266串口
  ESP8266_Init();       //ESP8266初始化
  ADC_Configuration();  //ADC序列多次轉(zhuǎn)換模式配置
}


void Interface(void)    //界面顯示函數(shù)
{
  Lcd_Clear(BLUE);
  Gui_DrawFont_GBK16(0,8,WHITE,BLUE,"  智能家居系統(tǒng) ");
  Gui_DrawLine(0,32,128,32,GRAY1);                       //分割線
  Gui_DrawFont_GBK16(0,48,WHITE,BLUE," 當(dāng)前溫度：");
  Gui_DrawFont_GBK16(0,80,WHITE,BLUE," 當(dāng)前濕度：");
  Gui_DrawFont_GBK16(0,112,WHITE,BLUE," 空氣質(zhì)量：");
}


void PIR_Proc(void)   //人體檢測(cè)函數(shù)
{
  if(ReadPIR())    //有人在
  {
    Flag_5s=1;   //在中斷中開(kāi)始5s計(jì)時(shí)
    LED_Proc(LED_Yellow,1); //打開(kāi)黃燈
  }
  else             //沒(méi)有人
  {
    Flag_5s=0;   //清除計(jì)時(shí)標(biāo)識(shí)
    time5scnt=0; //清零計(jì)數(shù)值
    Buzzer(0);   //關(guān)閉蜂鳴器
    LED_Proc(LED_Red,0); //關(guān)閉紅燈
    LED_Proc(LED_Yellow,0); //關(guān)閉紅燈
  }
  
  if(time5scnt>=500) //計(jì)數(shù)值超過(guò)500，5秒計(jì)時(shí)到
  {
    time5scnt=0;  //清零計(jì)數(shù)值
    Buzzer(1);    //打開(kāi)蜂鳴器
    LED_Proc(LED_Red,1); //打開(kāi)紅燈
  }  
}


void DHT11_Proc(void)  //溫濕度采集函數(shù)
{
  char display[8]=" ";
  
  DHT11_Read_Data(&temperture,&humidity);  //采集溫濕度
  sprintf(display,"%d ℃",temperture);
  TFTShowString(3,11,display);
  sprintf(display,"%d %%",humidity);
  TFTShowString(5,11,display);
}


void MQ135_Proc(void)   //空氣質(zhì)量檢測(cè)函數(shù)
{
  double v_dat=0;
  
  if(averyflag)    //ADC轉(zhuǎn)換完成
  {
    adc_result[0]/=10;  //采集10次求平均值
    v_dat=(double)adc_result[0]*3.3/4960.0;  //AD值傳換成電壓
    ppm = pow((3.4880*10*v_dat)/(5-v_dat),(1.0/0.3203)); //計(jì)算甲苯濃度（參數(shù)因環(huán)境而異）
    if(v_dat<0.3)      Gui_DrawFont_GBK16(90,112,WHITE,BLUE,"優(yōu)");  //依據(jù)電壓值人為劃分空氣質(zhì)量等級(jí)
    else if(v_dat<0.5) Gui_DrawFont_GBK16(90,112,WHITE,BLUE,"良");
    else         Gui_DrawFont_GBK16(90,112,WHITE,BLUE,"差");
  }
}


void Photo_Proce(void)   //光照強(qiáng)度采集函數(shù)
{
  double v_dat=0;  
  
  if(averyflag)  //ADC轉(zhuǎn)換完畢
  {
    adc_result[1]/=10;  //求平均值
    Light_intensity=(1.0-(float)adc_result[1]/4096.0)*100.0;  //轉(zhuǎn)換成光照強(qiáng)度（僅供參考）
    v_dat=(double)adc_result[1]*3.3/4960.0; //轉(zhuǎn)換成電壓值
    
    if(v_dat>1.5) LED_Proc(LED_Green,1);  //自定義閾值，光照強(qiáng)度過(guò)低打開(kāi)綠燈
    else      LED_Proc(LED_Green,0);    
  }
}


void LED_Proc(uint8_t led,uint8_t state)  //LED控制函數(shù)
{
  if(led==LED_Red)
    GPIO_WritePin(CW_GPIOA,GPIO_PIN_6,(GPIO_PinState)(state));
  else if(led==LED_Yellow)
    GPIO_WritePin(CW_GPIOA,GPIO_PIN_5,(GPIO_PinState)(state));
  else if(led==LED_Green)
    GPIO_WritePin(CW_GPIOB,GPIO_PIN_11,(GPIO_PinState)(state));
}


void Send2OneNet(void)  //數(shù)據(jù)上傳函數(shù)
{
  if(send_flag)
  {    
    OneNet_SendData();  //數(shù)據(jù)上傳到OneNET
    ESP8266_Clear();    //清除緩存
    send_flag=0;  
  }
}


void BTIM1_IRQHandler(void)   //基本定時(shí)器1中斷
{
  if(BTIM_GetITStatus(CW_BTIM1,BTIM_IT_OV))  
  {
    if(++time2scnt>200) {send_flag=1;time2scnt=0;} //2s計(jì)時(shí)
    if(Flag_5s) time5scnt++;                       //5s計(jì)時(shí)
    BTIM_ClearITPendingBit(CW_BTIM1,BTIM_IT_OV); //清除標(biāo)志位
  }
}

四、效果演示

審核編輯：湯梓紅