基于STM32F103的智能家居环境监测系统设计

基于STM32F103的智能家居环境监测系统设计

引用

CSDN

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来源

1.

https://blog.csdn.net/weixin_51676207/article/details/136808996

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https://blog.csdn.net/qq_42930154/article/details/104532523

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https://blog.csdn.net/xingmujia/article/details/139182583

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https://blog.csdn.net/qq_52241440/article/details/139728912

5.

https://blog.csdn.net/Chen_rr/article/details/85373363

6.

https://blog.csdn.net/Dust_Fear/article/details/137612636

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https://blog.csdn.net/zy2232652/article/details/142419057

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https://cloud.baidu.com/article/3423580

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https://blog.csdn.net/weixin_68094467/article/details/137456560

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https://cloud.baidu.com/article/3411192

11.

https://www.cnblogs.com/zhaoweiwei/p/18310882/SPI

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https://wiki.ruilongmaker.cc/index.php?title=(SKU:RLSEB011HT)DHT11%E6%B8%A9%E6%B9%BF%E5%BA%A6%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8

随着物联网技术的快速发展，智能家居已经逐渐走进我们的生活。本文将介绍如何使用STM32F103微控制器，结合DHT11温湿度传感器和ESP8266 Wi-Fi模块，打造一个简单实用的智能家居环境监测系统。

整个系统由三个核心部分组成：

1. STM32F103微控制器：作为主控单元，负责数据采集和处理。
2. DHT11温湿度传感器：用于监测环境的温度和湿度。
3. ESP8266 Wi-Fi模块：实现数据的无线传输，将监测数据上传至云端。

STM32F103与DHT11的连接

DHT11采用单线制串行接口，只需一根数据线即可完成通信。连接方式如下：

• DHT11的VDD引脚接STM32F103的3.3V电源
• DHT11的GND引脚接地
• DHT11的DATA引脚接STM32F103的任意一个GPIO口（例如PA4）

STM32F103与ESP8266的连接

ESP8266通过串口与STM32F103通信，连接方式如下：

• ESP8266的TXD引脚接STM32F103的RXD引脚（例如PA10）
• ESP8266的RXD引脚接STM32F103的TXD引脚（例如PA9）
• ESP8266的VCC引脚接3.3V电源
• ESP8266的GND引脚接地

DHT11数据读取

DHT11的数据读取需要精确的时序控制。以下是读取DHT11数据的关键代码：

u8 DHT11_Read_Bit(void)
{
    u8 retry=0;
    while(DHT11_DQ_IN && retry<100) retry++;
    if(retry>=100) return 0;
    
    retry=0;
    while(!DHT11_DQ_IN && retry<100) retry++;
    if(retry>=100) return 0;
    
    DELAY_US(40);
    if(DHT11_DQ_IN) return 1;
    else return 0;
}

u8 DHT11_Read_Byte(void)
{
    u8 i,dat=0;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        dat<<=1;
        dat|=DHT11_Read_Bit();
    }
    return dat;
}

u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi)
{
    u8 buf[5],i,sum=0;
    
    DHT11_Rst();
    if(DHT11_Check()==0) return 1;
    
    for(i=0;i<5;i++) buf[i]=DHT11_Read_Byte();
    
    for(i=0;i<4;i++) sum+=buf[i];
    
    if(sum!=buf[4]) return 1;
    
    *humi=buf[0];
    *temp=buf[2];
    
    return 0;
}

ESP8266通信控制

ESP8266通过AT指令进行控制。以下是连接Wi-Fi和发送数据的关键代码：

void ESP8266_SendData(char *data)
{
    char cmd[100];
    sprintf(cmd,"AT+CIPSEND=%d\r\n",strlen(data));
    HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)cmd,strlen(cmd),0xFFFF);
    HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)data,strlen(data),0xFFFF);
    HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)"\r\n",2,0xFFFF);
}

void ESP8266_Init(void)
{
    char cmd[100];
    
    // 设置为Station模式
    HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)"AT+CWMODE=1\r\n",13,0xFFFF);
    // 连接Wi-Fi
    sprintf(cmd,"AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"\r\n",SSID,PASSWORD);
    HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)cmd,strlen(cmd),0xFFFF);
    // 启动TCP连接
    HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)"AT+CIPSTART=\"TCP\",\"api.thingspeak.com\",80\r\n",46,0xFFFF);
}

本系统可以应用于多种智能家居场景：

1. 环境监测：实时监测室内温湿度，通过手机APP远程查看。
2. 异常报警：当温湿度超出设定范围时，系统自动发送报警信息。
3. 数据记录：将历史数据上传至云端，方便用户随时查看和分析。

通过以上设计，我们成功搭建了一个基于STM32F103的智能家居环境监测系统。该系统具有成本低、功耗小、可靠性高等特点，非常适合家庭使用。读者可以根据自己的需求，进一步扩展系统的功能，如添加更多的传感器或实现更复杂的控制逻辑。