实现智能家居控制系统
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：
STM32F103R6 单片机
LCD12864 液晶显示屏
DHT11 温湿度传感器
RETCH 光敏电阻
FAN-DC 直流风扇
BUZZER 蜂鸣器
电阻、按键等
二、实现的功能是：
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
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
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
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：
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