带环境检测和联网实时监控的智能家电控制系统

项目实现的功能说明:    

对比于原设计基本功能都实现了，就是效果没哪么理想。首先，通过蓝牙打开和关闭家电功能，直接通过点亮和关闭LED灯展示；其次，环境值的获取，只展示获取温度值一个，以及通过设定临界温度值控制LED的开关展示控制家电；再有就是联网的从设备，只通过一个WIFI模块的通信展示。作品完成的功能内容有：通过官方APP：ST BlueMS的Debug Console的双向传输功能实现蓝牙跟设备的通信，可以通过蓝牙发送不同的指令控制LED灯的开关，获取当前的温度值，设置一个临界温度值实现大于该值打开LED，少于关闭LED；通过蓝牙发送联网信息给WIFI模块，控制WIFI模块配置联网，并可通过网络服务器进行网络远程通信，可通过联网控制LED的开关，以及通过网络获取温度值。
软硬件设计思路:    

硬件就基于SensorTile套件的系统主板SensorTile Core System和扩展板STEVAL-STLCS01V1开发，通过接线连接外围器件。软件则通过官方的en.Bluemicrosystem2_firmware软件开发包的修改完成，主要是理解蓝牙的通信机制和环境温度的获取和处理函数，并添加功能函数实现作品功能；大致是，把SDK包里的Debug Console的处理函数换成自己添加的功能函数，调用和修改温度环境的处理函数，以及加上与WIFI模块通信和数据处理功能函数。
原理图:

下面这里我就比较详细的描述一下这次作品的设计并作个总结。首先是，相关开发工具的介绍：

1，硬件类

SensorTile套件，这个前面已经在设计分享里介绍过，这里就不做描述了，主要是用到系统主板SensorTile Core System和扩展板STEVAL-STLCS01V1，根据作品的原理图作相应修改就行了，其中要注意的是用到的几个I/O口，程序下载口就直接用板子上的，还有几个就是用于控制LED的两个I/O口，是用MCU上的PA11和PA12两个端口，以及用于与wifi模块通信的UART口，这里分别用板上的GPIO2和GPIO3即MCU上的PC0和PC1两个端口，它是低功耗串行异步收发器LP_UART1，这里因为没有对功耗特别要求，所以把它作为通用的串行通信器来用，还有一点要注意的是，要想用串口的两个端口，必须把扩展板上的R5,R6两个电阻去掉，如图：

可以看出它原来是作为IIC通信口使用的，所以要去掉。

接着就是wifi模块，这里使用的是ESP8266的串行通信模块，型号是ESP-12F，电路图如下：

比较简单，可以像我这样通过直接焊线实现。

最后是LED，这个简单，也可以像我这样直接用个洞洞板焊接出来。剩下就是下载工具，可以用ST-LINK V2,也可以用J-LINK，个人喜欢咯。

2，软件类

支持STM32开发的软件主流还是IAR FOR ARM和KEIL两款软件，我用的是IAR FOR ARM的7.6版，这个需要的可以在网上下载，网上很容易就能找到相关的版本和破解工具，以及安装和破解方法。还有就是ST官方提供的SDK包和测试APP，这里用的是en.Bluemicrosystem2_firmware这个固件包修改的，需要的可以到前面的帖子里下载，以及ST BlueMS这个APP前面也有提供下载的。

3，接着就是重头戏，固件源代码的修改，首先还是要先熟悉一下的，前一篇也有介绍过本次开发所用到的几个地方，这里我再详细的介绍一下吧。

首先，顺着工程文件的路径，找到并打开工程，如下图：

红圈1为路径，2为工程文件，打开工程，界面如下：

这里主要看main.c, sensor_service.c和stm32l4xx_it.c这三个源文件，其中main.c是主函数，主要完成端口的初始化，数据的处理，逻辑功能的实现等都在这里操作，而sensor_service.c则是负责与蓝牙通信的部分，stm32l4xx_it.c则是中断处理的部分。下面我就说一下要用到的那些功能和修改了那些部分。

如下图，我一般在修改的地方都会加上类似的标识，方便观看理解，

我就主要介绍几个大的修改，第一个是，蓝牙通信那部分，如图：

这里原来就是作为Debug Console双向传输测试用的处理函数，原来只是简单的回传动作，这里把它改为接收蓝牙数据并作前期处理的功能函数，如图：

在这里，我就先说一下，我个人定的几个指令吧。首先，LED的控制，是通过APP端发送过来的LED1ON,LED1OFF,LED2ON,LED2OFF这几条指令控制的；接下来是获取温度值，是通过RTE这条指令完成的，返回的温度值格式是Temp=xx.x *C；跟着是设置一个控制LED灯开和关的临界温度值，是通过STE=XX.X（温度值，如36.4），单位是摄氏度；继续，需要处理的是发送WIFI模块联网的指令，这个指令分两次发送，因为蓝牙一次最大的发送长度是20个字节，太长只能分开传输，指令分别是AT1="SSID",#   AT2="password"#  必须按照1，2这样的顺序发送，其中SSID为路由名称，这里要注意的是SSID和password里不能出现#这个结束位，当发送完两个指令时，MCU会通过串口配置wifi模块，而模块返回的信息会通过蓝牙反馈到APP上的，信息内容请参考wifi模块的说明书；当wifi模块连上路由后，我们再建立一个服务器，然后通过指令把服务器的IP和端口信息发送给处理器，指令内容是SC1="TCP","XXX.#  SC2=XXX.X.XXX"#  SC3=,XXXX#  一共三个指令，其中前两个指令里的XX是服务器的IP，后面那个指令的XX是端口号，通过返回的模块信息就可以判断有没有建立连接，连上服务器后，可以通过以下指令跟设备通信，D1ON,D1OFF,D2ON,D2OFF 四个指令分别控制LED的开和关，GT指令则是获取当前温度值，返回的温度值格式是：Temp=XX.X *C。以上便是所有的指令协议操作了，具体操作也可以看我发的作品展示视频。

跟着就是主函数main.c的修改了，如图：

图1

图2

                                                         图3

其中1图是添加的蓝牙数据处理函数，包括LED灯的开关，温度值的获取和回送，临界温度值的处理函数，以及wifi模块处理的函数，2图是用到的端口和串口的初始化函数，3图是添加的串口中断响应和数据处理的函数，主要是处理wifi模块的回显和通过服务器通信发送过来的数据。

再就是在中断源文件stm32l4xx_it.c里添加串口中断函数，如图：

   

还有就是，环境数据获取的函数，如图：

温度，气压和湿度都是在static void SendEnvironmentalData(void)这个函数里获取和处理的，其中温度是在下图这个地方： 

这里可以直接调用修改就可以了，具体都是通过SPI中断事件处理的。

好了，到这里就基本介绍完了，有兴趣的朋友可以自己也试试咯。在这里,再次的感谢ST和EEworld等相关人员的工作，让我有这么一次实习的机会，同时也祝各位参赛的朋友顺顺利利咯！