STM32 筹划的较为复杂的物联网项目，包罗智能家居控制体系，涵盖了硬件和软 ...

使用 STM32 筹划的较为复杂的物联网项目，包罗智能家居控制体系，涵盖了硬件和软件的具体筹划。

一、硬件筹划
微控制器：选择 STM32F4 系列微控制器，如 STM32F407ZGT6，具有高性能和丰富的外设资源。
传感器模块：
温度和湿度传感器（如 DHT22 ）：用于监测室内环境温湿度。
光照传感器（如 BH1750 ）：检测环境光照强度。
人体红外传感器（如 HC-SR501 ）：感知人体运动。
烟雾传感器（如 MQ-2 ）：监测烟雾浓度，防备火警。
门窗磁传感器：检测门窗开关状态。
通信模块：
Wi-Fi 模块（如 ESP8266 ）：实现与云服务器的无线通信，上传传感器数据和吸收控制指令。
蓝牙模块（如 HC-05 ）：用于本地设备与手机等终端的短距离通信。
实验器模块：
继电器：控制灯光、插座等设备的开关。
电机驱动模块：控制窗帘电机、风扇等设备。

表现模块：
TFT 彩色液晶表现屏：及时表现体系状态和传感器数据。
存储模块：
EEPROM 芯片（如 AT24C02 ）：存储体系配置和一些关键数据。
电源管理模块：
采用高服从的降压稳压芯片（如 LM2596 ），将输入电源转换为适合各个模块的工作电压。
配备电池管理电路，支持备用电池供电，确保体系在市电断电时仍能正常工作一段时间。

二、软件筹划
体系初始化：
初始化 STM32 时钟、GPIO 、ADC 、SPI 、I2C 等外设。
初始化 Wi-Fi 模块和蓝牙模块，连接到预设的网络和配对设备。
初始化传感器和实验器的相关引脚。
传感器数据收罗：
定期读取温度、湿度、光照、人体红外、烟雾等传感器的数据，并进行数据校准和滤波处置惩罚。
通过 ADC 收罗模拟量传感器的数据，如烟雾浓度。
数据处置惩罚与决议：
根据传感器数据判断环境状态，如是否有人、温度是否过高、烟雾是否超标等。
基于预设的规则和逻辑，决定实验相应的控制动作，如打开灯光、启动风扇、发送报警信息等。
通信协议实现：
使用 TCP/IP 协议与云服务器进行通信，上传传感器数据，并吸收服务器下发的控制指令。
通过蓝牙协议与本地手机等设备进行通信，实现近场控制和数据查看。
用户界面筹划：
在 TFT 表现屏上筹划友好的用户界面，及时表现传感器数据、体系状态和操纵提示。
处置惩罚触摸屏输入，实现用户交互操纵。
存储管理：
将体系配置信息（如 Wi-Fi 暗码、设备 ID 等）存储在 EEPROM 中，确保断电不丢失。
记录关键的操纵日志和传感器数据汗青，以便后续查询和分析。
非常处置惩罚与体系自恢复：
监测体系运行状态，如电源电压、步调运行状态等。
当出现非常情况（如传感器故障、通信停止、内存溢出等）时，采取相应的处置惩罚措施，如重启相关模块、发送故障报警等，并尝试主动恢复体系正常运行。

#include "stm32f4xx.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "stdlib.h"
#include "math.h"

// Wi-Fi 相关
#include "wifi.h"
// 传感器相关
#include "dht22.h"
#include "bh1750.h"
#include "hc_sr501.h"
#include "mq2.h"
#include "door_window_sensor.h"
// 表现相关
#include "tft_display.h"
// 存储相关
#include "eeprom.h"

// 传感器引脚定义
#define DHT22_DATA_PIN GPIO_Pin_0
#define DHT22_PORT GPIOA
#define BH1750_SDA_PIN GPIO_Pin_1
#define BH1750_SCL_PIN GPIO_Pin_2
#define BH1750_PORT GPIOA
#define HC_SR501_PIN GPIO_Pin_3
#define HC_SR501_PORT GPIOB
#define MQ2_PIN GPIO_Pin_4
#define MQ2_PORT GPIOC
#define DOOR_WINDOW_SENSOR_PIN GPIO_Pin_5
#define DOOR_WINDOW_SENSOR_PORT GPIOD

// 实验器引脚定义
#define RELAY_PIN GPIO_Pin_6
#define RELAY_PORT GPIOE

// 通信引脚定义（假设用于与 Wi-Fi 模块通信的 UART）
#define USART_TX_PIN GPIO_Pin_9
#define USART_TX_PORT GPIOA
#define USART_RX_PIN GPIO_Pin_10
#define USART_RX_PORT GPIOA

// 表现引脚定义（假设用于 TFT 表现屏的 SPI 接口）
#define TFT_SCK_PIN GPIO_Pin_13
#define TFT_SCK_PORT GPIOB
#define TFT_MISO_PIN GPIO_Pin_14
#define TFT_MISO_PORT GPIOB
#define TFT_MOSI_PIN GPIO_Pin_15
#define TFT_MOSI_PORT GPIOB
#define TFT_CS_PIN GPIO_Pin_12
#define TFT_CS_PORT GPIOB
#define TFT_RST_PIN GPIO_Pin_11
#define TFT_RST_PORT GPIOB

// 初始化所有 GPIO 引脚
void GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA | RCC_AHB1Periph_GPIOB | RCC_AHB1Periph_GPIOC | RCC_AHB1Periph_GPIOD | RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);

    // DHT22 数据引脚配置
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DHT22_DATA_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(DHT22_PORT, &GPIO_InitStruct);

    // BH1750 I2C 引脚配置
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = BH1750_SDA_PIN | BH1750_SCL_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;
    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(BH1750_PORT, &GPIO_InitStruct);

    // HC-SR501 引脚配置
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = HC_SR501_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(HC_SR501_PORT, &GPIO_InitStruct);

    // MQ-2 引脚配置
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = MQ2_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
    GPIO_Init(MQ2_PORT, &GPIO_InitStruct);

    // 门窗磁传感器引脚配置
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DOOR_WINDOW_SENSOR_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(DOOR_WINDOW_SENSOR_PORT, &GPIO_InitStruct);

    // 继电器引脚配置
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = RELAY_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
    GPIO_Init(RELAY_PORT, &GPIO_InitStruct);

    // USART 引脚配置
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = USART_TX_PIN | USART_RX_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(USART_TX_PORT, &GPIO_InitStruct);

    // TFT 表现屏引脚配置
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = TFT_SCK_PIN | TFT_MISO_PIN | TFT_MOSI_PIN | TFT_CS_PIN | TFT_RST_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(TFT_SCK_PORT, &GPIO_InitStruct);
}

// 初始化 USART 用于与 Wi-Fi 模块通信
void USART_Init(void)
{
    USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = USART_TX_PIN | USART_RX_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(USART_TX_PORT, &GPIO_InitStruct);

    USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200;
    USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;

    USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

// 初始化体系
void System_Init(void)
{
    GPIO_Init();
    USART_Init();

    // 初始化其他硬件模块
    DHT22_Init();
    BH1750_Init();
    HC_SR501_Init();
    MQ2_Init();
    DoorWindowSensor_Init();
    TFT_Init();
    EEPROM_Init();

    // 连接 Wi-Fi 网络
    WiFi_Connect(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
}

// 读取 DHT22 传感器数据
void ReadDHT22(float *temperature, float *humidity)
{
    DHT22_ReadData(temperature, humidity);
}

// 读取 BH1750 光照传感器数据
float ReadBH1750(void)
{
    return BH1750_ReadLightIntensity();
}

// 读取 HC-SR501 人体红外传感器数据
uint8_t ReadHC_SR501(void)
{
    return HC_SR501_ReadState();
}

// 读取 MQ-2 烟雾传感器数据
float ReadMQ2(void)
{
    return MQ2_ReadSmokeConcentration();
}

// 读取门窗磁传感器数据
uint8_t ReadDoorWindowSensor(void)
{
    return DoorWindowSensor_ReadState();
}

// 控制继电器
void ControlRelay(uint8_t state)
{
    if (state)
    {
        GPIO_SetBits(RELAY_PORT, RELAY_PIN);
    }
    else
    {
        GPIO_ResetBits(RELAY_PORT, RELAY_PIN);
    }
}

// 上传数据到云服务器
void UploadDataToCloud(float temperature, float humidity, float lightIntensity, uint8_t isPersonDetected, float smokeConcentration, uint8_t isDoorOpen)
{
    char dataBuffer[256];
    sprintf(dataBuffer, "{"
                        "\"temperature\": %.2f,"
                        "\"humidity\": %.2f,"
                        "\"light_intensity\": %.2f,"
                        "\"is_person_detected\": %d,"
                        "\"smoke_concentration\": %.2f,"
                        "\"is_door_open\": %d"
                        "}",
            temperature, humidity, lightIntensity, isPersonDetected, smokeConcentration, isDoorOpen);

    WiFi_SendData(dataBuffer);
}

// 主函数
int main(void)
{
    float temperature, humidity;
    float lightIntensity;
    uint8_t isPersonDetected;
    float smokeConcentration;
    uint8_t isDoorOpen;

    System_Init();

    while (1)
    {
        ReadDHT22(&temperature, &humidity);
        lightIntensity = ReadBH1750();
        isPersonDetected = ReadHC_SR501();
        smokeConcentration = ReadMQ2();
        isDoorOpen = ReadDoorWindowSensor();

        // 在 TFT 表现屏上表现数据
        TFT_DisplayData(temperature, humidity, lightIntensity, isPersonDetected, smokeConcentration, isDoorOpen);

        // 控制继电器
        if (isPersonDetected)
        {
            ControlRelay(1);
        }
        else
        {
            ControlRelay(0);
        }

        // 上传数据到云服务器
        UploadDataToCloud(temperature, humidity, lightIntensity, isPersonDetected, smokeConcentration, isDoorOpen);

        // 耽误一段时间
        HAL_Delay(5000);
    }
}

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