STM32嵌入式实现智能家居控制系统

ゝ一世哀愁。 2023-02-16 06:20 48阅读 0赞

## 本文将讲述如何用STM32嵌入式实现智能家居控制系统，所谓智能就是实时监测自主控制一些因素，如，温度、湿度、光照强度等，当室内光线较暗时自动打开灯，根据光线亮度的不同开灯数量也不同，当室内温度过高时红灯不停的闪烁，蜂鸣器也报警提醒主人室内温度过高要打开空调，当室内湿度过高时风扇开始工作，让室内湿度降下来，那么如何实现这些功能呢？下面我们开始介绍！ ##

**注意：STM32嵌入式实现智能家居控制系统的完整工程（包含keil代码工程和proteus仿真工程）已经放在文章末尾，需要的可点击链接下载。**

## 一、本文用到的器件有： ##

1.  STM32F103R6 单片机
2.  LCD12864 液晶显示屏
3.  DHT11 温湿度传感器
4.  RETCH 光敏电阻
5.  FAN-DC 直流风扇
6.  BUZZER 蜂鸣器
7.  电阻、按键等

## 二、实现的功能是： ##

1.  有两种控制模式，分别是默认的智能控制模式和手动控制模式，按下按键MODE可切换控制模式
2.  智能控制模式中温湿度传感器实时监测当前温湿度，当温度大于30红灯闪烁，蜂鸣器报警，当湿度大于50时，风扇工作，当光照强度小于3000时点亮一个灯，小于2000时点亮二个灯
3.  手动控制模式中，按下UP键或者 DOWN键可上下移动光标，按下OK键可打开或关闭当前状态
4.  自动模式中手动可调节，手动模式中自动模式不能调节

## 三、原理图如下： ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ1MTYxNzY2_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 四、代码实现： ##

#include "stm32f10x.h"
    #include "LQ12864.h"
    #include "DTH11.h"
    #include <stdio.h>
    #include "adc.h"
    
    #define UP 1
    #define DOWN 2
    #define OK 3
    #define MODE 4
    #define NONE 0
    
    
    void main_delay(int time)
    { 
    	int i,j;
    	for(i = 0; i < time; i++)
    	{ 
    		for(j = 0; j < 1000; j++)
    		{ 
    			j++;
    			j--;
    		}
    	}
    }
    
    //按键初始化 
    void keyInit()
    { 
    	GPIO_InitTypeDef init;
    	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
    	init.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//输入模式
    	init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;
    	init.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    	GPIO_Init(GPIOA,&init);
    }
    //读取按键的值
    int keyRead()
    { 
    	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_2) == 0)
    		return UP;//上
    	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_3) == 0)
    		return DOWN;//下
    	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_4) == 0)
    		return OK;//确定
    	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_5) == 0)
    		return MODE;//模式切换
    	return NONE;
    }
    
    //风扇初始化
    void fanInit()
    { 
    	GPIO_InitTypeDef init;
    	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
    	init.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//输出模式
    	init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    	init.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    	GPIO_Init(GPIOC,&init);
    	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_1);//置1 风扇关
    }
    //控制风扇开关 fanSwitch(1);//开风扇 fanSwitch(0);//关风扇
    void fanSwitch(int sw)// 参数 传递1 开 传递0 关
    { // 1 真 0 假 真执行：左边，开风扇，假执行：右边，关风扇
    	sw ? GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_1) : GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_1);
    }
    
    //蜂鸣器初始化
    void buzzerInit()
    { 
    	GPIO_InitTypeDef init;
    	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
    	init.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//输出模式
    	init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
    	init.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    	GPIO_Init(GPIOC,&init);
    	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_2);//置1 蜂鸣器关
    }
    //蜂鸣器开关
    void buzzerSwitch(int sw) //1开 0关
    { 
    	sw ? GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_2) : GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_2);
    }
    
    //LED初始化
    void ledInit()
    { 
    	GPIO_InitTypeDef init;
    	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
    	init.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//输出模式
    	init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
    	init.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    	GPIO_Init(GPIOA,&init);
    	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7);//置1 LED关
    }
    
    //控制LED的开关 ledSwitch(3,1);
    void ledSwitch(int n,int sw)//n代表灯的编号 sw 1开 0关
    { 
    	switch(n)
    	{ 
    		case 1: //编号为1的LED
    			sw ? GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6) : GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);
    			break;
    		case 2: //编号为2的LED
    			sw ? GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_7) : GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_7);
    			break;
    		case 3: //编号为3的LED
    			sw ? GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1) : GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
    			break;
    	}
    }
    
    
    //系统初始化函数(相关初始化的函数)
    void systemInit()
    { 
    	LCD_Init();//LCD屏幕初始化
    	Adc_Init();//ADC初始化
    	DHT11_Init();//温湿度传感器初始化
    	keyInit();//按键初始化
    	fanInit();//风扇初始化
    	buzzerInit();//蜂鸣器初始化
    	ledInit();//led初始化
    }
    
    int main(void)
    { 	 
    	char status[5] = { 0,0,0,0,0};//LED1 LED2 FAN BUZZER MODE 状态 1开 0关
    	u8 temp,hum;//保存温湿度
    	int light;//保存光照强度
    	int key;//保存读取到的按键的值
    	char buf[100] = {  0 };//用来保存格式化出的字符串
    	int flag = 3;//flag时刻代表当前星星的行数
    	u8 *menu[4] = { "LED1","LED2","FAN","BUZZER"};//字符指针数组
    	int i;//循环变量
    	
    	systemInit();//系统初始化
    	
    	while(1)
    	{ 
    		//在第0-1行显示温湿度和光照强度
    		DHT11_Read_Data(&temp,&hum);//读取温湿度
    		light = Get_Adc();//读取光照强度
    		sprintf(buf,"TEMP:%d HUM:%d",temp,hum);//格式化字符串
    		LCD_P6x8Str(0,0,(u8*)buf);//第0行打印温度和湿度
    		sprintf(buf,"LIGHT:%d ",light);//格式化字符串
    		LCD_P6x8Str(0,1,(u8*)buf);//第1行打印光照强度
    		//默认就是智能控制模式 temp > 30 报警红灯闪烁 hum > 50 风扇开 0-2000开一个LED 2000-4500开两个灯
    		if(!status[4])//status[4] 初始值是0 
    		{ 
    			//温度
    			if(temp > 30)
    			{ 
    				buzzerSwitch(status[3]=1);//蜂鸣器响
    				ledSwitch(3,1);//红灯亮
    				main_delay(200);
    				ledSwitch(3,0);//红灯灭
    			}
    			else
    			{ 
    				buzzerSwitch(status[3]=0);//蜂鸣器关
    				ledSwitch(3,0);//红灯灭
    			}
    			//湿度
    			hum > 50 ? fanSwitch(status[2]=1) : fanSwitch(status[2]=0);
    			//光照强度
    			if(light > 0 && light <= 1000)
    			{ 
    				ledSwitch(1,status[0]=0);//1号灯灭
    				ledSwitch(2,status[1]=0);//2号灯灭
    			}
    			else if(light > 1000 && light <= 2000)
    			{ 
    				ledSwitch(1,status[0]=1);//1号灯亮
    				ledSwitch(2,status[1]=0);//2号灯灭
    			}
    			else if(light > 2000 && light < 4500)
    			{ 
    				ledSwitch(1,status[0]=1);//1号灯亮
    				ledSwitch(2,status[1]=1);//2号灯亮
    			}
    		}
    		//在第3-6行显示菜单
    		for(i = 0; i < 4; i++)//i == 0 1 2 3
    			LCD_P6x8Str(0,i+3,menu[i]);// i+2 3 4 5 6 行
    		LCD_P6x8Str(40,flag,"*");
    		
    		//添加按键输入
    		key = keyRead();
    		if(key == UP)//向上键
    		{ 
    			LCD_P6x8Str(40,flag," ");
    			flag = flag == 3 ? 6 : flag-1;
    		}
    		else if(key == DOWN)//向下键
    		{ 
    			LCD_P6x8Str(40,flag," ");
    			flag = flag == 6 ? 3 : flag+1;
    		}
    		else if(key == OK)//按了OK键
    		{ 
    			//判断星星在哪一行，控制哪个器件
    			switch(flag)
    			{ 
    				case 3://LED1
    					ledSwitch(1,status[0]= !status[0]);
    					break;
    				case 4://LED2
    					ledSwitch(2,status[1]= !status[1]);
    					break;
    				case 5://FAN
    					fanSwitch(status[2]= !status[2]);
    					break;
    				case 6://BUZZER
    					buzzerSwitch(status[3]= !status[3]);
    					break;
    			}
    		}
    		else if(key == MODE )//按了模式切换键
    		{ 
    			status[4] = !status[4];
    		}
    		
    		//在第7行显示 开关状态
    		sprintf(buf,"L1:%d L2:%d F:%d B:%d M:%d",status[0],status[1],status[2],status[3],status[4]);
    		LCD_P6x8Str(0,7,(u8*)buf);//显示到屏幕上
    		
    		main_delay(200);
    	}
    	
    }

注意：

*  要改动蜂鸣器导通电压为1.8v，否则可能因为电压不足而无法工作
 *  光电传感器的实现要ADC转换，要添加adc.c和adc.h文件到keil工程中
 *  按键需要添加按键消抖，否则单片机不知道按了多少次

## 本文是一个综合性工程，对本文内容有疑惑的，可参见博主上几篇文章，上几篇文章中详细讲述了此工程实现的详细步骤和详细代码说明： ##

*  [STM32控制风扇转动、蜂鸣器响停、光敏电阻光强读取、温湿度传感器控制][STM32]
 *  [STM32经典例子][STM32 1]
 *  [初识STM32工作原理和基础编程][STM32 2]
 *  [STM32如何在LCD上显示单词、文字、图片等][STM32_LCD]

**工程下载地址：**  
[STM32嵌入式实现智能家居控制系统完整工程][STM32 3]，是本文所介绍的智能家居控制系统的完整工程，用proteus仿真实现，需要的课自行下载。

## 以上就是本文所有内容，希望能帮到大家！！！ ##

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[STM32]: https://blog.csdn.net/m0_45161766/article/details/106609113
[STM32 1]: https://blog.csdn.net/m0_45161766/article/details/106606331
[STM32 2]: https://blog.csdn.net/m0_45161766/article/details/106520294
[STM32_LCD]: https://blog.csdn.net/m0_45161766/article/details/106459629
[STM32 3]: https://download.csdn.net/download/m0_45161766/12507652