基于STM32单片机的物联网远程WiFi控制智能定时LED台灯设计
创作时间:
作者:
@小白创作中心
基于STM32单片机的物联网远程WiFi控制智能定时LED台灯设计
引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/weixin_41024363/article/details/143144055
基于STM32单片机的物联网远程WiFi控制智能定时LED台灯是一个集成了多种传感器和控制功能的毕业设计项目。该项目通过WiFi模块实现手机远程控制，光敏传感器实现环境光检测，定时器实现定时开关灯功能，并通过OLED显示屏实时显示当前状态。
一、设计简介
本毕业设计项目是基于STM32单片机物联网远程WiFi控制智能定时LED台灯，可以设置定时开关灯，光敏传感器模块实现检测环境光，从而实现自动开关灯，通过单片机PWM控制，调节三档LED亮度，应用WiFi模块ESP8266实现手机AP与STM32单片机通信，手机APP远程控制LED，通过APP或者按键设定LED开关模式，并且将实时亮度及定时时间显示在0.96OLED显示屏上，也可上传至手机APP查看。
二、功能设计
- ESP8266 WiFi模块：与单片机进行串口通信，传输数据到手机APP，手机APP下发数据控制单片机。
- 光敏传感器模块：检测环境光照强度，自动调节LED灯光亮度
- 定时开关灯：设定定时开关机
- 亮度调节：通过PWM控制调节三档亮度
- OLED显示：使用0.96OLED实时显示当前不同亮度等级以及定时时间
三、所需硬件以及传感器模块
- STM32F103C8T6 最小系统板（或其他 STM32 系列）
- WiFi模块ESP8266
- 光敏传感器模块
- 0.96OLED显示屏
- 蜂鸣器，电阻，LED，按键等LED 指示灯（用于显示状态）
四、软件环境
- Keil5 MDK：STM32单片机源代码程序编写及下载代码
- ST-Link 驱动程序：用于下载程序到 STM32。
五、所需硬件以及传感器模块
1.1 STM32F103C8T6（1个）
STM32F103C8T6单片机是一款非常用的单片机型号，可以方便灵活的进行嵌入式系统开发。首先，它的处理器基于Cortex-M3内核，最高工作频率达72MHz。STM32F103C8T6拥有64KB闪存和20KB SRAM，非常适合中小型单片机开发项目。
具有非常丰富的外设接口，如串口USART、SPI通信、I2C通讯、CAN通讯和USB，在与单片机外设通信方面非常方便。有多个GPIO通用IO口，定时器，中断系统，灵活配置为输入，输出、模拟输入或PWM输出，可以连接各类传感器和模块。
内部集成的12位逐次逼近型ADC和DAC，支持高精度模拟信号处理。STM32F103C8T6还支持低功耗模式，适合电池供电的应用场景。结合强大的STM32开发生态，包括库函数和工具链，可以让开发者很方便的完成单片机项目的开发。
1.2 0.96OLED显示屏（1个）
本程序采用的是4针0.96OLED屏幕，STM32F103C8T6的I2C驱动程序。主控单片机使用STM32F103C8T6。
0.96OLED屏幕分辨率为 128*64 ，多种接口方式；4线IIC 接口方式和七线的SPI接口。
I2C接口
- GND 电源地
- VCC 电源正（3～5.5V）
- SCL OLED 的 D0 脚，在 IIC 通信中为时钟管脚
- SDA OLED 的 D1 脚，在 IIC 通信中为数据管脚
1.3 WiFi模块ESP8266（1个）
ESP8266是有乐鑫公司开发的一套高度集成的WiFi芯片，可以方便进行而二次开发。将芯片作为一个WiFi模块，不需要自己再对芯片进行开发，只需要根据模块提供的接口，用AT指令和ESP8266模块进行通信，让模块去接入网络。
在单片机开发设计中对WiFi模块进行使用，需要了解以下知识：
- TTL信号通信
(Tx,Rx，GND，VCC)通过高低电平进行通信，TX负责发送，Rx负责接收，MCU芯片（如51单片机，ARM芯片）都是通过TTL和Esp8266进行通信，将指令发给Esp8266，告诉它让它去完成相应的功能。这是单片机通信的基础，通常将TTL转化成232或者485信号。有时候也称作uart信号。 - AT指令
这是和Esp8266交流的语言，因为通常是" AT+（内容）"的格式发送，所以叫它AT指令。
比如如下指令
1、AT //功能：测试8266能否工作
2、AT+CWMODE=3 //功能：设置工作模式。1：station模式；2：ap模式；3：ap+station复位保存当前值
3、AT+RST //功能：复位
AT指令是比较多的，进行单片机设计开发室选择自己需要的指令即可。
1.4 光敏电阻传感器模块（1个）
模块使用说明
- 光敏电阻模块对环境光线最敏感，一般用来检测周围环境的光线的亮度，触发单片机或继电器模块等；
- 模块在环境光线亮度达不到设定阈值时，DO端输出高电平，当外界环境光线亮度超过设定阈值时，DO端输出低电平；
- DO输出端可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境的光线亮度改变；
- DO输出端可以直接驱动继电器模块，由此可以组成一个光控开关。
六、原理框图及设计流程图
七、程序代码
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
#include "Key.h"
#include "Timer.h"
#include "Serial.h"
#include "LightSensor.h"
uint8_t Num; //定义定时器自增变量
uint16_t Data1; //定义串口接收数据变量
uint8_t KeyNum; //定义按键键值
uint8_t Light=0; //定义PWM调节亮度变量
uint8_t Flag=0; //手动自动标志位
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
PWM_Init(); //PWM初始化
Key_Init(); //按键初始化
Timer_Init(); //定时器初始化
Serial_Init(); //串口初始化
LightSensor_Init(); //光敏初始化
Delay_ms(1000);
Serial_SendString("AT+CIPMUX=1\r\n"); //ESp8266开启多链接模式
Delay_ms(200);
Serial_SendString("AT+CIPSERVER=1,8080\r\n"); //启动TCP/IP,端口8080，实现基于网络控制
Delay_ms(200);
OLED_ShowString(1,1,"Light:"); //OLED显示字符串Light:
OLED_ShowString(1,10,"%");
OLED_ShowString(2,1,"Time:"); //OLED显示字符串Time:
while (1)
{
KeyNum=Key_GetNum();
if(Flag==0&&KeyNum==1) //切换灯的亮度以及关灯，三挡可调
{
Light+=30;
if(Light>100)Light=0;
}
if(Flag==0&&KeyNum==2) //启动定时功能
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
if(Flag==0&&KeyNum==3) //定时功能，设置四个定时时间，按键依次增加时间
{
TIM_Cmd(TIM3, DISABLE);
Light=30;
Num-=10;
if(Num>41)Num=30;
}
if(Flag==0&&KeyNum==4) //关闭定时功能
{
TIM_Cmd(TIM3, DISABLE);
Num=0;
}
if(KeyNum==5) //切换手动自动模式
{
Flag=!Flag;
}
if(Num==40) //定时时间到，关灯
{
Light=0;
Num=0;
TIM_Cmd(TIM3, DISABLE); //关闭定时器3
}
if((Flag==1)&&LightSensor_Get()==1)Light=30; //检测到光线暗开灯
if((Flag==1)&&LightSensor_Get()==0)Light=0; //光线亮关灯
PWM_SetCompare2(Light); //PWM调节灯的亮度
OLED_ShowNum(1,7,Light,3); //OLED显示灯的亮度%
OLED_ShowNum(2,6,(40-Num),2);
if(Flag==0)
OLED_ShowString(3,1,"Manual");
// Delay_ms(200);
if(Flag==1)
OLED_ShowString(3,1,"Auto ");
}
}
void TIM3_IRQHandler(void) //定时器3中断函数，给灯定时开关功能提供定时
{
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) == SET)
{
Num++; //每隔1s自增一次
if(Num==41)Num=0;
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}
}
void USART1_IRQHandler(void)
{
if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) //判断是否是USART1的接收事件触发的中断
{
Data1=USART_ReceiveData(USART1); //读取数据寄存器，存放在接收的数据变量
if(Data1==0x30) //通过手机App发送关灯指令
{
Light=0;
if(Light>100)Light=0;
}
if(Data1==0x31)Light=30; //通过手机App发送低挡亮度指令
if(Data1==0x32)Light=60; //通过手机App发送中挡亮度指令
if(Data1==0x33)Light=90; //通过手机App发送高挡亮度指令
if(Data1==0x34&&Flag==0) //通过手机App发送定时亮灯指令，亮灯10s
{
Light=30;
Num=30;
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}
if(Data1==0x35&&Flag==0) //通过手机App发送定时亮灯指令，亮灯20s
{
Light=30;
Num=20;
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}
if(Data1==0x36&&Flag==0) //通过手机App发送定时亮灯指令，亮灯30s
{
Light=30;
Num=10;
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}
if(Data1==0x37&&Flag==0) //通过手机App发送定时亮灯指令，亮灯40s
{
Light=30;
Num=0;
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}
if(Data1==0x38) //通过手机App发送定时关闭指令
{
Num=0;
TIM_Cmd(TIM3, DISABLE);
}
if(Data1==0x39){Flag=0;Light=30; } //通过手机App切换手动模式
if(Data1==0x40) Flag=1; //通过手机App切换自动模式
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); //清除标志位
}
}
八、手机APP
九、资料清单内容
百度网盘资料下载
（注：由于版权和安全性考虑，本文不提供百度网盘资料下载链接。）
本文原文来自CSDN
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