基于STM32设计智能家居控制系统(OneNet)_2022

随着科学技术的发展，人们的生活方式发生了巨大的变化。基于物联网技术的智能家居使我们的生活更加方便和快速。结合现代生活的具体需要，设计了一套基于物联网技术的智能家居电子系统设计，可以远程实时查看家庭照明强度、温湿度等信息，支持云控制家庭电气设备，实现远程控制。

通过实时监控光强、温湿度等信息，实时显示相关信息和设备状态信息ESP8266wifi联网模块可实现远程数据传输OneNET云平台，MQTT传输协议，编辑应用程序实现手机和计算机的远程控制显示，操作界面美观方便，使用方便。

硬件选项要求：

（1）ESP8266 串口WIFI，用来与OneNet远程通信。

(1)模块采用串口(LVTTL)与MCU(或其他串口设备)通信，内置TCP/IP协议栈可以实现串口和WIFI之间的转换 (2)模块支持LVTTL串口，兼容3.3V和5V单片机系统 (3)模块支持串口转移WIFI STA、串口转AP和WIFI STA WIFIAP快速构建串口的模式-WIFI数据传输方案

MQ135传感器对氨、硫化物、苯蒸汽敏感，对烟雾等有害监测也很理想。该传感器可以检测到各种有害气体，是一种适合各种应用的低成本传感器。

DHT11数字温湿度传感器是一种含有校准数字信号输出的温湿度复合传感器。采用特殊的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品的可靠性和优良的长期稳定性、低成本、相对湿度和温度测量、响应快、抗干扰能力强、信号传输距离长、数字信号输出、精确校准。传感器包括电容式湿度感应元件和NTC温度测量元件，并与高性能8位单片机连接。可用于暖通空调、除湿器、测试检测设备、消费品、汽车、自动控制、数据记录器、气象站、家电、湿度调节器、医疗等相关湿度检测控制。

特点如下：

1.可检测周围环境的湿度

2.可以检测周围环境的温度

湿度测量范围：20%-95%(0度-50度)湿度测量误差：±5%4.温度测量范围：o温度测量误差-50度：±2度

4、工作电压3.3V-5V

5.输出形式的数字输出

特点：

官网: https://open.iot.10086.cn/

点击右上角控制台。

填写信息。

添加成功。

接下来根据自己传感器需要上传的数据，添加对应的数据点。

添加完成。

文档: https://open.iot.10086.cn/doc/v5/develop/detail/248

IP地址: 183.230.40.96端口号: 1883

查看MQTT登录报文需要填写的参数来源与格式。

文档: https://open.iot.10086.cn/doc/v5/develop/detail/265

算法介绍文档：https://open.iot.10086.cn/doc/v5/develop/detail/241

下载token生成工具。

工具软件里需要填写的参数如下：

【1】res选项参数的格式： products/{产品ID}/devices/{设备名称}

【2】et是设置token过期时间：算出1970-1-1到你想要设置的到期时间，单位是秒，填入即可。

比如： 超时时间设置为2022-4-7,那么，这里填入的秒就是：1970-1-1到2022-4-7之间的秒单位时间。

【3】key的参数格式： 就是设备创建之后，在设备详情页的key

C语言获取秒单位时间的代码：

#include <stdio.h>#include <time.h> #include <time.h> int main(){
         time_t time_sec;    time_sec=time(NULL);  //当前的秒单位时间--UTC时间	printf("当前时间(秒):%ld\n",time_sec);	printf("加一年的时间(秒):%ld\n",time_sec+12*30*24*60*60);	return 0;}

设备密匙查看：

products/501579/devices/dev11680445911NrbXMe5YHavoxRab+YscPKXcZhWmS04+KE3BHSYqJqA=

生成登录密匙：

version=2018-10-31&res=products%2F501579%2Fdevices%2Fdev1&et=1680445911&method=md5&sign=c9RN5dgyyaCqh1EbkKjqKA%3D%3D

生成的数据就是MQTT服务器登录的密匙。

文档地址：https://open.iot.10086.cn/doc/mqtt/book/device-develop/protocol.html

订阅 topic	订阅效果$sys/{
     pid}/{
     device-name}/dp/post/json/accepted	订阅设备数据点上报成功的消息$sys/{
     pid}/{
     device-name}/dp/post/json/rejected	订阅设备数据点上报失败的消息$sys/{
     pid}/{
     device-name}/dp/post/json/+	订阅设备数据点上报结果$sys/{
     pid}/{
     device-name}/cmd/request/+	订阅设备所有命令消息$sys/{
     pid}/{
     device-name}/cmd/response/+/+	订阅设备所有命令应答结果消息$sys/{
     pid}/{
     device-name}/cmd/#	订阅设备所有命令相关消息$sys/{
     pid}/{
     device-name}/#	订阅设备所有相关消息

上传数据点的格式介绍：https://open.iot.10086.cn/doc/mqtt/book/example/datapoints.html

topic 命名规则如下：$sys/{
     pid}/{
     device-name}/dp/post/json本例中，发布 topic 名称为：$sys/238322/mqtts-test-device/dp/post/jsonpayload示例如下：{
         "id": 123,            "dp": {
                          "temperatrue": [{
                      "v": 30,        }],        "power": [{
                      "v": 4.5,                }]    }}

当前设备的主题订阅与主题发布总结：

IP地址: 183.230.40.96端口号: 1883clientId: dev1username: 501579password: version=2018-10-31&res=products%2F501579%2Fdevices%2Fdev1&et=1680445911&method=md5&sign=c9RN5dgyyaCqh1EbkKjqKA%3D%3D订阅主题:  $sys/501579/dev1/#发布主题:  $sys/501579/dev1/dp/post/json发布消息:  {
     "id":123,"dp":{
     "BH1750":[{
     "v":45}],"DHT11_H":[{
     "v":88}],"DHT11_T":[{
     "v":26}],"MQ135":[{
     "v":66}]}}发布消息: {
     "id":123,"dp":{
     "BH1750":[{
     "v":45}],"DHT11_H":[{
     "v":88}],"DHT11_T":[{
     "v":26}],"MQ135":[{
     "v":66}],"motor":[{
     "v":1}],"LED":[{
     "v":1}]}}

当前采用MQTT客户端模拟设备，登录Onetnet测试，完成数据交互，测试云端产品设备交互是否OK。

软件下载地址：https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/18784012

根据软件提示，填充好参数，点击连接服务器，接着订阅主题，发送主题。

然后网页登录OneNet查看设备状态，与数据显示。

查看上传的数据。

onenet支持以同步的形式发送命令给设备，方便控制设备。

发送命令的方法和设备应答的说明文档：https://open.iot.10086.cn/doc/v5/develop/detail/267

总结：

云端下发的命令格式：$sys/501579/dev1/cmd/request/3baf8324-e5d4-43f1-be89-118299c3b583LED_ON其中：3baf8324-e5d4-43f1-be89-118299c3b583  表示当前的请求ID，设备应答的时候需要带上这个ID返回去。LED_ON  表示云端下发的命令内容设备收到这个命令之后，需要向云端回应。回应的格式如下：发布主题： $sys/501579/dev1/cmd/response/3baf8324-e5d4-43f1-be89-118299c3b583发布的消息：111其中：111   是返回给云端的消息内容，111是随便写的，举个例子。

下面来实操演示一下过程：

登录OneNet官网，点开设备列表页面，先让设备登录服务器，点击更多操作，点击下发命令。

编辑好参数，点击发送。

这时MQTT设备端就会收到提示。

然后拼接好命令再发送应答给服务器。

网页上收到正确的响应。

地址：https://open.iot.10086.cn/develop/mqtts/product/#/app/independent?pid=501579

根据自己需求设计界面。

接下来需要绑定数据来源，可以显示设备上传的数据。

选中控件，再选择数据源。

点击管理数据源，添加新的数据源。

新增数据源。

注意：上面提示栏里的key从产品页面获取。

创建完之后，在将控件的数据源绑定起来。

然后接下来就继续创建每个仪表盘需要显示的数据源。

注意：为了让数据可以实时显示，这里获取数据点数要填1。

添加的数据源如下：

依次绑定每个仪表盘的数据源。

绑定两个开关的数据源。

每个开关可以向设备端发送命令，修改命令下发的格式。

这里的{V} 表示是一个变量，如果我设置成LED:{V} 那么就表示下发的命令就是LED:0或者是LED:1

表盘可以设置最大数值的范围。

整体界面已经设计完成，点击右上角的预览。

在数据可视化页面发布项目。

然后得到的链接，可以分享给其他人，直接浏览器打开就可以查看传感器数据了。

https://open.iot.10086.cn/view/main/index.html#/share2d?id=624f0a67bb4cd1003509e43b

整个项目代码的下载地址: https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/85588806

串口上会输出当前程序运行的状态信息，可以打开串口调试助手查看。

LCD上需要显示汉字，使用点阵字模取模软件进行取模。

1. ESP8266 WIFI接线ATK-ESP8266串口WIFI模块与STM32的串口2相连接。PA2(TX)--RXD 模块接收脚PA3(RX)--TXD 模块发送脚GND---GND 地VCC---VCC 电源（3.3V~5.0V）2. TFT 1.44 寸彩屏接线GND   电源地VCC   接5V或3.3v电源SCL   接PC8（SCL）SDA   接PC9（SDA）RST   接PC10DC    接PB7CS    接PB8BL	  接PB113. DHT11 温湿度VCC--VCCGND---GNDDAT---PA5 4. LED灯-模拟房间的照明灯VCC--->5VDAT--->PB12 GND--->GND5. 智能窗帘-模拟家里的窗帘VCC--->5VDAT--->PB13  GND--->GND6. MQ135空气质量检测传感器VCC--->5VGND--->GNDDAT--->PA17. BH1750环境光检测模块:SDA-----PB5SCL-----PB6GND---GND 地VCC---VCC 电源（3.3V~5.0V）8. 板载LED灯接线LED1---PA8LED2---PD29. 板载按键接线K0---PA0 K1---PC5 K2---PA15

#include "stm32f10x.h"#include "led.h"#include "delay.h"#include "key.h"#include "usart.h"#include <string.h>#include "timer.h"#include "esp8266.h"#include "motor.h"#include "oled.h"#include "dht11.h"#include "adc.h"#include <string.h>#include <stdlib.h>#include "font.h"#include "mqtt.h"#include "iic.h"#include "bh1750.h"/*（1）ESP8266 串口WIFI，用来与OneNet进行远程通信。（2）DHT11 温度传感器，检测本地环境的温度湿度信息。（3）继电器，来模拟控制家里的电器。（4）BH1750 光敏传感器，检测环境光强度（5）MQ135 空气质量传感器。可以检测可燃气体、烟雾浓度，实现火警预警。（6）OLED显示屏显示本地的传感器的参数情况，实时展示*///物联网服务器的设备信息