本文介绍了基于开发者设计的智能家居环境控制器STM32F103C8T6开发板，通过WIFI通过公共云-机智云模块访问互联网AIoT与手机连接作为服务器。在手机APP在控制下，测量远程温度、湿度和光照，远程控制设备在家中的开启和关闭。经过长期测量，样机运行稳定可靠，应用前景良好。
随着计算机技术、通信技术、网络技术的发展和互联网的日益普及，人们对传统家居环境也提出了新的要求，人们不仅需要舒适的家居环境，还需要智能、信息智能家居系统，智能家居逐渐成为未来家居生活的发展方向。
但目前智能家居系统配置复杂，设备繁琐，普通用户难以使用。如果能降低其操作难度，实现即插即用，提供在线升级服务，新版本可以与旧版本完全兼容，大大节省了消费者的使用成本，使智能家居真正进入人们的日常生活。
本项目设计了智能家居环境控制器。通过家庭环境控制器，可以实时掌握室内环境的温度、湿度和光照，并可以通过手机平台远程控制温度。同时，设计了远程开关，可以远程控制家庭中的相关设备。
(1)家居环境控制器终端设计。系统采用32位微处理器STM32C8T6作为主控芯片，**电路包括电源电路、串口通信电路、继电器电路wifi通信电路等。MDK开发环境，实现数据采集、数据显示、无线通信等功能。(2)构建智能云系统。利用智能云远程服务器构建数据点，生成数据点固件，构建虚拟服务器，传输局域网和远程数据，支持虚拟调试。(3)安卓手机平台建设和应用开发。Android手机应用程序的开发方案是根据实际应用需求设计相应的用户界面。
2.1结构框图
图1智能家居环境控制器硬件结构框图
如图1所示，主要由电源模块、STM32主控模块、温度检测模块、继电器模块和WIFI模块几个部分组成。电源模块提供其他模块工作所需的电源，STM采用32主控模块STM32C8T6芯片像大脑一样控制**设备的运行，WIFI该模块负责接入互联网，温度、湿度和光检测模块负责收集温度值。继电器模块是系统的执行机构，通过继电器的断开来实现被控模块的工作。
为保证产品工作稳定，在设计电源电路时，采用单片机主控模块和WIFI模块分别供电，通过5V开关电源从220V市电接入，通过AMS1117稳压到3.3V,一路给单片机系统供电，一路给WIFI模块供电。
STM32F103C8T6系统电路如图2所示。STM32F103C8T6是一款基于ARMCortex-M内核STM32系列32位微控制器，程序存储容量为64KB,需要电压2V-3.6V,单片机外接8M晶振在内部经过9倍的频率和72倍MHz频率工作[2]。WIFI模块采用esp如图3所示，8266芯片。ESP8266尺寸为5×5mm,WIFE模块需要**装置有10个电阻电容电感，1个无源晶振，1个flash。工作温度范围：-40~125℃。在本设计中，WIFI模块通过与STM32单片机的PA2和PA连接，保持通信。
图2 STM32F013C8T6系统电路
温度检测传感器模块采用DS18B20芯片，湿度检测芯片DHT11芯片采用光照检测芯片BH1750。STM32单片机转换收集到的9~12位数字量，得到温度值、湿度值和光照度值，然后定期发送WIFI模块，然后通过网络将数据发送到服务器，服务器通过网络发送温度、湿度和光照信息APP,实现环境监测功能。
后期可根据需要扩展烟雾检测模块、紫外线检测模块等其他检测模块。
该设计包括控制被控设备通断的三个继电器模块。
系统的主程序流程图如图4所示。在本项目中，主程序在运行后首先完成系统初始化，然后调用相关子程序实现数据采集、数据显示、无线通信和继电器处理。ESP8266模块将温度数据和继电器开关手机APP控制指令上传数据控制,图5所示为手机APP测试界面。
图3WiFi模块
图4主程序流程图
图5手机APP测试界面
用户在开发者中心进行数据点的搭建,将自己所需的数据点创建起来通过服务器生成自己的特点的固件,每一个固件含有一个唯一的密钥,防止别人连接自己的设备进行误操作,同时也保护自己的信息安全。第一次进行数据连接时,需要在一个局域网的下进行数据的匹配,保证手机也是连接到局域网下面,这样,使用机智云APP就可以实现连接了。手机app信息实时回传到后台,后台返回控制信息,实现远程数据控制和局域网控制。
该设计使用独特的配网方式,使用一键式配网功能,简化了大量的繁琐的步骤实现快速配网快速使用,一般的设备在断网之后就无法实现远程控制,有的设备只能实现局域网控制,而这款设计的采用的是分布式配网方式,及时在主网没有信号使也可以实现自动搜索默认的网络。同时支持两个备用网络实现远程控制,防止主网断电之后设备远程控制无效,一般的智能家居设备都会出现因为使用寿命或者突发情况导致设备死机,该设计拥有独特的看门狗设计防止设备死机WiFi模块的固件拥有独特的喂狗指令,一旦WIFI模块和单片机出现信息交换失败,WiFi模块的指令配合硬件实现0.5s重启,从而有效的避免了因为设备死机导致的其他的问题。
本设计完成的智能家居环境控制器,使用户实时掌握室内环境的温度、湿度及光照度,并可以通过手机平台对温度进行远程调控,同时设计了远程开关,可以用手机远程控制家居中的有关设备。样机经过长时间工业测试,系统运行稳定可靠,具有良好的应用前景。