翻过月亮.
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STM32 简易智能家居嵌入式系统设计蓝图

声明

本文为物联网产品设计蓝图，不包括程序设计。

文章目录

  • 声明
  • 前言
  • 一、项目需求
    • 1. 1 数据采集
    • 1.2 执行器控制
    • 1.3 人机交互
    • 1.4 功能
    • 1.5 场景联动
    • 1.6 数据分析
  • 二、项目评估
    • 2.1 软硬件
      • 2.1.1 硬件
      • 2.1.2 软件
    • 2.2 设备通讯方式及网络协议
  • 三、技术预研
    • 3.1 MQTT平台评估
      • 3.1.1 方案一 ❌
      • 3.1.1 方案二 ✔
    • 3.2 嵌入式设备接入云平台
      • 3.2.1 AT-MQTT ✔
      • 3.2.2 TCP组包 ❌
    • 3.3 移动终端接入云平台
      • 3.3.1 方案一 ❌
      • .3.3.2 方案二 ✔
    • 3.4 OLED显示
    • 3.5 DHT11温湿度
    • 3.6 HC-bh1750光照度
    • 3.7 设备配网
      • 3.7.1 TCP通信
      • 3.7.2 Smart Config
      • 3.7.3 UDP广播
      • 3.7.4 AT-WEB
      • 3.7.5 基于tcp实现web服务器
      • 3.7.6 BLE配网 ✔
    • 3.8 构建用户画像
      • 3.8.1 用户属性数据及用户行为数据分析
        • 3.8.1.1 用户行为数据
        • 3.8.1.2 用户属性数据
      • 3.8.2 数据基本处理
    • 3.9 数据可视化
    • 3.10 前端UI设计
  • 四、项目实现
    • 4.1 初期准备
    • 4.2 原理图及PCB
    • 4.3 单片机开发
      • 4.3.1 功能开发
      • 4.3.2 设备接入云
        • 4.3.2.1 数据上报
        • 4.3.2.2 命令下发
      • 4.3.3 手动/自动功能
      • 4.3.4 设备按键功能
      • 4.3.5 OLED显示
      • 4.3.6 外设通信
    • 4.4 前后端开发
      • 4.4.1 前端开发
      • 4.4.2 后端开发
        • 4.4.2.1 MQTT Broker
        • 4.4.2.2 Node.js
        • 4.4.2.3 消息处理逻辑
      • 4.4.3 数据库设计
      • 4.4.4 前后端通讯
        • 4.4.4.1 发送消息
        • 4.4.4.2 接收消息
    • 4.5 数据分析
  • 五、项目优化
  • 六、参考资料

前言

  • 由于本项目应用于课程设计来展示智能家居系统，故不考虑成本以及功耗问题
  • 本项目从感知层、网络层、应用层全面展示物联网产品的开发流程
  • 使用STM32作为主控，采集温度、湿度、光照度等环境参数，配合人体检测进行简单的场景联动
  • 条件有限，故使用LED和OLED模拟执行器控制输出
  • 本项目配备APP，可以远程监测和控制设备

一、项目需求

说明：项目需求描述了该项目所需要实现的功能。

1. 1 数据采集

  1. 通过温湿度传感器采集环境温度、湿度
  2. 通过热释电红外模块检测物体运动
  3. 通过光照传感器检测环境亮度

1.2 执行器控制

  1. 电灯亮度调节及启停控制
  2. 空调温度调节及启停控制
  3. 加湿器启停控制

1.3 人机交互

  1. 按键输入
  2. LED灯指示
  3. OLED显示
  4. APP交互

1.4 功能

  1. LED灯可以自动根据环境亮度自动调节亮度，可以通过APP调节控制
  2. 空调可以自动根据环境温度自动调节温度，可以通过APP调节控制
  3. 加湿器可以通过环境湿度自动启停，可以通过APP调节控制
  4. 温度、湿度、光照度及运动检测可以在APP上显示
  5. 热释电红外传感器用于配合其他传感器完成场景联动

1.5 场景联动

  1. 检测到主人回家ÿ

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