關(guān)鍵詞：智能魚缸，機智云，STM32單片機

目錄

1、功能實現(xiàn)2、系統(tǒng)設(shè)計方案3、系統(tǒng)硬件設(shè)計4、系統(tǒng)軟件設(shè)計5、APP設(shè)計和測試6、結(jié)論

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功能實現(xiàn)

本設(shè)計是一款基于STM32的智能魚缸系統(tǒng)，使用傳感器獲取魚缸的關(guān)鍵信息，對信息進行處理和上傳手機端，借助于智能化產(chǎn)品的強大功能將觀賞魚飼養(yǎng)的門檻降低，能夠讓系統(tǒng)用戶在飼養(yǎng)觀賞魚的同時體會到從傳統(tǒng)魚缸飼養(yǎng)中得不到的樂趣。

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系統(tǒng)設(shè)計方案

此款智能魚缸設(shè)計有如下功能：按鍵控制、溫度測量、Wi-Fi控制、模擬喂食、濁度檢測、光強檢測、屏幕顯示。

系統(tǒng)的整體連接圖如圖1所示。按鍵控制是通過按鍵操作實現(xiàn)魚缸進行喂食、開關(guān)燈、換水、增氧。Wi-Fi控制是通過ESP8266-01S模塊和機智云平臺搭配使用，在手機端控制魚缸和進行信息查詢。

系統(tǒng)硬件設(shè)計

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系統(tǒng)的硬件設(shè)計原理圖如圖2所示。采用的主控芯片型號為STM32F103C8T6，該芯片是意法半導(dǎo)體公司（ST）推出的基于Cortex-M3內(nèi)核的32位微控制器，其封裝型號采用LQFP48。

該芯片RAM容量為20kB,ROM其容量為64kB，擁有的主要硬件資源為37個GPIO、2個ADC、4個定時器/計數(shù)器、2個I2C和3個USART。

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系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)上電后，程序從主函數(shù)運行，對所需模塊進行功能封裝。在主函數(shù)調(diào)用各個模塊運行時需要相關(guān)函數(shù)實現(xiàn)對模塊的調(diào)用和相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取。主函數(shù)流程圖如圖3所示。

主函數(shù)之外的其他軟件模塊包括：按鍵控制、光強獲取、OLED屏幕顯示和電機控制，具體如下：

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按鍵控制

按鍵控制功能主要分兩部分，一是通過按鍵實現(xiàn)魚缸的控制，二是通過按鍵進行魚缸的配網(wǎng)。由于STM32具有大量的中斷資源，故采用中斷法實現(xiàn)按鍵的控制，以獲得更高的程序執(zhí)行效率。

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光強獲取

光強獲取模塊功能主要是獲取光強數(shù)據(jù)。它將光敏傳感器模塊輸出的數(shù)據(jù)傳到STM32，經(jīng)STM32內(nèi)部ADC對數(shù)據(jù)進行處理，將數(shù)據(jù)在屏幕顯示并上傳至手機端，最后根據(jù)光強控制LED的亮滅。

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OLED屏幕顯示

摘錄：OLED屏幕通過IIC協(xié)議與STM32通信。首選初始化IIC總線，之后初始化OLED，通過IIC總線向OLED發(fā)送指令和數(shù)據(jù)以初始化OLED顯示屏。初始化包括設(shè)置OLED顯示模式、對比度、亮度等參數(shù)。STM32獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)并完成處理后，向OLED發(fā)送顯示數(shù)據(jù)，驅(qū)動OLED液晶顯示屏在對應(yīng)位置顯示相關(guān)信息。

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機智云平臺設(shè)計

機智云平臺設(shè)計實現(xiàn)的功能是將各傳感器數(shù)據(jù)上傳到手機端顯示，便可在手機上通過Wi-Fi下發(fā)指令控制智能魚缸。機智云平臺為開發(fā)者提供了自助式智能硬件開發(fā)工具與開放的云端服務(wù)，將智能硬件產(chǎn)品開發(fā)周期縮短，快速實現(xiàn)智能化。

5.1創(chuàng)建數(shù)據(jù)點

使用機智云平臺進行開發(fā)時，首先要創(chuàng)建數(shù)據(jù)點，并需要定義數(shù)據(jù)點的類型。設(shè)計通過機智云創(chuàng)建的數(shù)據(jù)點如表1所示。

表1機智云平臺創(chuàng)建的數(shù)據(jù)點

5.2 機智云代碼移植流程

用機智云平臺創(chuàng)建好項目后，進入到相關(guān)的界面，按照界面的提示進行操作，它即可自動幫助用戶生成Wi-Fi控制的相關(guān)代碼。在代碼包生成以后，需要對其中代碼進行移植。只有將代碼移植到工程文件里面后，才能實現(xiàn)預(yù)期的功能。機智云代碼的移植流程如圖4所示。

5.3 手機APP設(shè)計

手機APP是通過機智云平臺生成的。使用機智云平臺進行APP生成的方法非常簡單，不需要按照安卓APP開發(fā)那樣操作，對于不懂安卓應(yīng)用的開發(fā)者來說是非常友好的。其配置流程如下：點擊創(chuàng)建移動應(yīng)用；點擊右上方進行APP界面設(shè)置，將創(chuàng)建的項目進行關(guān)聯(lián)，最后保存退出；進入控制頁面選擇配網(wǎng)方式等，保存退出；點擊構(gòu)建應(yīng)用，等待應(yīng)用構(gòu)建完成，最終在手機端掃碼下載APP。各步驟操作及界面如圖5所示。

結(jié)束語

系統(tǒng)基于STM32F103C8T6，實現(xiàn)了智能魚缸所需的溫度測量、Wi-Fi控制、喂食等功能。通過使用性價比較高的Wi-Fi模塊配合機智云平臺實現(xiàn)了手機端控制。