本文分享自华为云社区《基于STM32 华为云IOT作者： DS小龙哥。
1. 前言
随着人们生活水平的提高，为了减少和消除越来越多的汽车现象，交通事故也引起了人们的关注，为了减少和消除酒后驾驶事故，目前设计了安装在驾驶室，可以根据具体功能识别酒精浓度系统，当识别酒后驾驶会发出报警，并向指定的紧急联系人发送短信，通知家人通知酒后驾驶，共同监督驾驶安全。并将GPS数据上传到华为云物联网平台，调用地图模块显示具体位置，主控芯片采用STM32单片机，GSM模块采用IM800C。还有一个系统LCD可实时显示检测到的酒精含量。酒精超标后，当地蜂鸣器也会发出警报，提醒司机。
酒后驾驶测量标准如下：
(1)饮酒驾驶是指车辆驾驶员血液中酒精含量大于或等于20mg/100ml，小于80mg/100ml驾驶行为。(2)酒后驾驶是指车辆驾驶员血液中酒精含量大于或等于80mg/100ml驾驶行为。
（1）STM32系统板
(2)酒精检测传感器
（3）LCD显示屏
(4)供电模块
（5）SIM800C模块
(6)蜂鸣器模块
（7）GPS模块–采用SIM800C内部的GPS功能获取GPS数据。
为了测试，做了几个二锅头。
上位机采用QT开发，调用华为云的应用侧接口获取设备上传的数据。然后调用百度接口获取GPS定位位置。
2. 登录华为云创建云设备
2.1 创建产品
华为运官网:https://www.huaweicloud.com/
查看接入协议的端口号和地址。
MQTT (1883) a161a58a78.iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com 我们设备接入的协议选择MQTT，端口对应是1883
2.2 创建设备
设备ID 625cd29cecf9c41c38215ba5_1126626497 设备密钥 1126626497 { "device_id": "625cd29cecf9c41c38215ba5_1126626497", "secret": "1126626497" } 2.3 定义产品模型
这一步是设置报告设备的属性，即定义设备的数据类型。
2.4 生成MQTT登录密匙
创建产品和设备后，你需要知道如何通过它MQTT协议登录华为云服务器。
官方详细介绍如下：https://support.huaweicloud.com/devg-iothub/iot_01_2127.html#ZH-CN_TOPIC_0240834853__zh-cn_topic_0251997880_li365284516112
MQTT设备登录密钥生成地址：Huaweicloud IoTDA Mqtt ClientId Generator
下面就得到了MQTT协议设备登录参数。
2.5 使用MQTT登录客户端软件
所有参数都已获得，然后采用MQTT客户登录华为云进行测试。
华为云物联网平台域名为：a161a58a78.iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com
华为云物联网平台IP地址是:121.36.42.100
在软件中正确填充参数后，可以看到设备已经成功连接。
接下来打开设备页面，可以看到设备已经在线了。
2.6 上报数据
官方文档:使用MQTT.fx调测_设备接入 IoTDA_开发指南_设备侧开发_使用MQTT Demo接入_华为云
本文介绍MQTT报告数据格式。
///订阅主题： 平台向设备发送消息 $oc/devices/625cd29cecf9c41c38215ba5_1126626497/sys/messages/down //设备报告数据 $oc/devices/625cd29cecf9c41c38215ba5_1126626497/sys/properties/report //上报的属性消息 (一次可以上报多个属性,在json只需添加内部) {"services": [{"service_id": "MQ3","properties":{"MQ3":50}}]} 到目前为止，设备数据已经成功上报，如果需要增加更多的属性，可以按照流程继续增加。
3. STM32代码实现
酒精浓度传感器的预热时间为20秒~一分钟左右，这段时间后收集的数据会稳定。预热模块会发热烫手是正常的。
3.1 系统原理图
3.2 程序下载
软件包目录下载软件。
点击开始编程后，点击板上的复位键下载程序，如果失败，再试几次。正常效果如下。
3.3 字体取模
3.4 main.c代码
keil工程可以在这里get:https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/81993720
#include "stm32f10x.h" #include "led.h" #include "delay.h" #include "key.h" #include "usart.h" #include <string.h> #include "timer.h" #include "oled.h" #include "adc.h" #include <string.h> #include <stdlib.h> #include "font.h" #include "sim800c.h" #include "mqtt.h" /* 硬件连接方式： 1. TFT 1.44 寸彩屏接线 GND 电源地 VCC 接5V或3.3v电源 SCL 接PC8（SCL） SDA 接PC9（SDA） RST 接PC10 DC 接PB7 CS 接PB8 BL 接PB11 2. 蜂鸣器 VCC--->3.3V DAT--->PA6 GND--->GND 3. 酒精检测传感器MQ3 VCC--->3.3V GND--->GND DAT--->PA1 4. 板载LED灯接线 LED1---PA8 LED2---PD2 5. 板载按键接线 K0---PA0 K1---PC5 K2---PA15 6. SIM800C--GSM模块 GND----GND VCC--->3.3V PA2----SIM800C_RXD PA3----SIM800C_TXD */ ////设备信息华为物联网服务器 #define MQTT_ClientID "62381267575fb713ee164ad2_xl_1_0_0_2022032106" #define MQTT_UserName "62381267575fb713ee164ad2_xl_1" #define MQTT_PassWord "124344feff3e3d96ff6af13cf36af36766619ff1eeee40e99cbae9b7b9739fe4" /////订阅和发布主题 #define SET_TOPIC "$oc/devices/62381267575fb713ee164ad2_xl_1/sys/messages/down" //订阅 #define POST_TOPIC "$oc/devices/62381267575fb713ee164ad2_xl_1/sys/properties/report" //发布 //设置连接的路由器信息 #define CONNECT_WIFI "Xiaomi_meizi6" ///将要连接的路由器名称 --中文、空格等特殊字符不得出现 #define ONNECT_PASS "12170307yu" //将要连接的路由器密码
#define CONNECT_SERVER_IP "a161a58a78.iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com" //服务器IP地址
#define CONNECT_SERVER_PORT 1883 //服务器端口
//JTAG模式设置,用于设置JTAG的模式
//mode:jtag,swd模式设置;00,全使能;01,使能SWD;10,全关闭;
#define JTAG_SWD_DISABLE 0X02
#define SWD_ENABLE 0X01
#define JTAG_SWD_ENABLE 0X00
void JTAG_Set(u8 mode)
{
u32 temp;
temp=mode;
temp<<=25;
RCC->APB2ENR|=1<<0; //开启辅助时钟
AFIO->MAPR&=0XF8FFFFFF; //清除MAPR的[26:24]
AFIO->MAPR|=temp; //设置jtag模式
}
u16 MQ3_data=0; //酒精浓度
float MQ3_data_float=0; //mg/l
char data_buff[100];
//酒精超标提示
u8 sim800c_buff[100]="Drunk driving reminder";
int main()
{
u8 state=0;
u8 key=0;
u32 time_cnt=0;
JTAG_Set(JTAG_SWD_DISABLE); //释放PA15
LED_Init(); //LED灯初始化
BEEP_Init(); //蜂鸣器初始化
KEY_Init(); //按键初始化
USART1_Init(115200); //串口1初始化-打印调试信息
Lcd_Init(); //LCD初始化
Lcd_Clear(0); //清屏为黑色
LCD_LED_SET; //通过IO控制背光亮
AdcInit(); //ADC初始化--检测酒精传感器的值
TIMER2_Init(72,20000);//辅助串口2接收，超时时间为20ms
USART2_Init(115200); //可能的波特率(测试): 57600 、9600、115200
USART3_Init(115200);//串口-WIFI
TIMER3_Init(72,20000); //超时时间20ms
//预热视频
LCD_ShowChineseFont(0,16*3,16,HZ_FONT_16[20],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16,16*3,16,HZ_FONT_16[21],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*2,16*3,16,HZ_FONT_16[22],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*3,16*3,16,HZ_FONT_16[23],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*4,16*3,16,HZ_FONT_16[24],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*5,16*3,16,HZ_FONT_16[25],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*6,16*3,16,HZ_FONT_16[26],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*7,16*3,16,HZ_FONT_16[27],RED,0);
//delay_ms(30000); //初始化时间30秒
delay_ms(5000); //初始化时间5秒
Lcd_Clear(0); //清屏为黑色
//采集数据的真实数据
LCD_ShowChineseFont(0,16*2,16,HZ_FONT_16[0],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16,16*2,16,HZ_FONT_16[1],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*2,16*2,16,HZ_FONT_16[2],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*3,16*2,16,HZ_FONT_16[3],RED,0);
//酒精含量计算结果
LCD_ShowChineseFont(0,16*3,16,HZ_FONT_16[4],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16,16*3,16,HZ_FONT_16[5],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*2,16*3,16,HZ_FONT_16[6],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*3,16*3,16,HZ_FONT_16[7],RED,0);
//酒精超标显示
Gui_DrawFont_GBK16(0,16*4,RED,0,(u8*)" ");
LCD_ShowChineseFont(0,16*4,16,HZ_FONT_16[16],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16,16*4,16,HZ_FONT_16[17],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*2,16*4,16,HZ_FONT_16[18],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*3,16*4,16,HZ_FONT_16[19],RED,0);
//初始化SIM800C
state=SIM800C_InitCheck();
printf("SIM800C初始化状态:%d\r\n",state);
DelayMs(1000);
//设置文本模式
state=SIM800C_SetNoteTextMode();
printf("设置文本模式状态:%d\r\n",state);
DelayMs(1000);
//
printf("正在初始化WIFI请稍等.\r\n");
for(i=0;i<5;i++)
{
if(ESP8266_Init()==0)
{
esp8266_state=1;
break;
}
else
{
esp8266_state=0;
printf("ESP8266硬件检测错误.\n");
}
}
if(esp8266_state)
{
printf("准备连接服务器....\r\n");
//非加密端口
printf("WIFI:%d\n",ESP8266_STA_TCP_Client_Mode(CONNECT_WIFI,CONNECT_PASS,CONNECT_SERVER_IP,CONNECT_SERVER_PORT,1));
//2. MQTT协议初始化
MQTT_Init();
//3. 连接服务器
for(i=0;i<5;i++)
{
if(MQTT_Connect(MQTT_ClientID,MQTT_UserName,MQTT_PassWord)==0)
{
esp8266_state=1;
break;
}
esp8266_state=0;
printf("服务器连接失败,正在重试...\n");
delay_ms(500);
}
printf("服务器连接成功.\n");
//3. 订阅主题
if(MQTT_SubscribeTopic(SET_TOPIC,0,1))
{
printf("主题订阅失败.\n");
}
else
{
printf("主题订阅成功.\n");
}
}
while(1)
{
key=KEY_Scan();
if(key)
{
printf("key=%d\r\n",key);
}
//控制LED灯
if(key==2)
{
LED2=!LED2;
}
//手动控制蜂鸣器测试
//手动发送短信测试
if(key==1)
{
BEEP=1;
delay_ms(100);
BEEP=0;
sprintf((char*)sim800c_buff,"Drunk driving reminder:%d",MQ3_data);
//发送短信
if(SIM800C_SendNote((u8*)"13800138000",sim800c_buff,strlen((char*)sim800c_buff))==0)
printf("短信发送成功\r\n");
else
printf("短信发送失败\r\n");
}
//轮询时间到达
if(time_cnt>300)
{
time_cnt=0;
LED1=!LED1;
//获取空气质量
MQ3_data=GetAdcCHxDATA(1);
printf("采集MQ3数据:%d\r\n",MQ3_data);
//上报数据
sprintf(data_buff,"{\"services\": [{\"service_id\":\"STM32\",\"properties\":{\"MQ3\":%d}]}",
MQ3_data);
MQTT_PublishData(POST_TOPIC,data_buff,0);
//上报数据
sprintf(data_buff,"{\"services\": [{\"service_id\":\"STM32\",\"properties\":{\"MQ3\":%d}]}",
MQ3_data);
MQTT_PublishData(POST_TOPIC,data_buff,0);
//LCD屏实时显示酒精浓度
//采集数据
sprintf(data_buff,"%d",MQ3_data);
Gui_DrawFont_GBK16(72,16*2,RED,0,(u8*)" ");
Gui_DrawFont_GBK16(72,16*2,RED,0,(u8*)data_buff);
//酒精含量
//MQ3_data_float=((float)MQ3_data*(5.0/4096))*0.36-1.08;
MQ3_data_float=((float)MQ3_data*(5.0/4096))*0.36;
sprintf(data_buff,"%0.2f mg/L",MQ3_data_float);
printf("计算酒精浓度:%s\r\n",data_buff);
Gui_DrawFont_GBK16(72,16*3,RED,0,(u8*)" ");
Gui_DrawFont_GBK16(72,16*3,RED,0,(u8*)data_buff);
//判断酒精浓度是否超标，设置阀值
if(MQ3_data>2000)
{
sprintf((char*)sim800c_buff," :%d",MQ3_data);
//发送短信
if(SIM800C_SendNote((u8*)"18171571217",sim800c_buff,strlen((char*)sim800c_buff))==0)
printf("短信发送成功\r\n");
else
printf("短信发送失败\r\n");
}
//采集的值越小，表明酒精浓度越高。反之越大。
//根据阀值显示不同的文字提示
if(MQ3_data>2000)
{
//你已酒驾
Gui_DrawFont_GBK16(0,16*4,RED,0,(u8*)" ");
LCD_ShowChineseFont(0,16*4,16,HZ_FONT_16[8],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16,16*4,16,HZ_FONT_16[9],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*2,16*4,16,HZ_FONT_16[10],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*3,16*4,16,HZ_FONT_16[11],RED,0);
}
//正常稳定范围采集的值是500左右
else
{
//安全范围
Gui_DrawFont_GBK16(0,16*4,RED,0,(u8*)" ");
LCD_ShowChineseFont(0,16*4,16,HZ_FONT_16[16],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16,16*4,16,HZ_FONT_16[17],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*2,16*4,16,HZ_FONT_16[18],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*3,16*4,16,HZ_FONT_16[19],RED,0);
}
}
DelayMs(10);
time_cnt++;
}
}