關(guān)鍵詞：智能魚缸，機(jī)智云，STM32單片機(jī)

目錄

1、功能實(shí)現(xiàn)2、系統(tǒng)設(shè)計方案3、系統(tǒng)硬件設(shè)計4、系統(tǒng)軟件設(shè)計5、APP設(shè)計和測試6、結(jié)論

1

功能實(shí)現(xiàn)

本設(shè)計是一款基于STM32的智能魚缸系統(tǒng)，使用傳感器獲取魚缸的關(guān)鍵信息，對信息進(jìn)行處理和上傳手機(jī)端，借助于智能化產(chǎn)品的強(qiáng)大功能將觀賞魚飼養(yǎng)的門檻降低，能夠讓系統(tǒng)用戶在飼養(yǎng)觀賞魚的同時體會到從傳統(tǒng)魚缸飼養(yǎng)中得不到的樂趣。

2

系統(tǒng)設(shè)計方案

此款智能魚缸設(shè)計有如下功能：按鍵控制、溫度測量、Wi-Fi控制、模擬喂食、濁度檢測、光強(qiáng)檢測、屏幕顯示。

系統(tǒng)的整體連接圖如圖1所示。按鍵控制是通過按鍵操作實(shí)現(xiàn)魚缸進(jìn)行喂食、開關(guān)燈、換水、增氧。Wi-Fi控制是通過ESP8266-01S模塊和機(jī)智云平臺搭配使用，在手機(jī)端控制魚缸和進(jìn)行信息查詢。

系統(tǒng)硬件設(shè)計

3

系統(tǒng)的硬件設(shè)計原理圖如圖2所示。采用的主控芯片型號為STM32F103C8T6，該芯片是意法半導(dǎo)體公司（ST）推出的基于Cortex-M3內(nèi)核的32位微控制器，其封裝型號采用LQFP48。

該芯片RAM容量為20kB,ROM其容量為64kB，擁有的主要硬件資源為37個GPIO、2個ADC、4個定時器/計數(shù)器、2個I2C和3個USART。

04

系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)上電后，程序從主函數(shù)運(yùn)行，對所需模塊進(jìn)行功能封裝。在主函數(shù)調(diào)用各個模塊運(yùn)行時需要相關(guān)函數(shù)實(shí)現(xiàn)對模塊的調(diào)用和相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取。主函數(shù)流程圖如圖3所示。

主函數(shù)之外的其他軟件模塊包括：按鍵控制、光強(qiáng)獲取、OLED屏幕顯示和電機(jī)控制，具體如下：

01

按鍵控制

按鍵控制功能主要分兩部分，一是通過按鍵實(shí)現(xiàn)魚缸的控制，二是通過按鍵進(jìn)行魚缸的配網(wǎng)。由于STM32具有大量的中斷資源，故采用中斷法實(shí)現(xiàn)按鍵的控制，以獲得更高的程序執(zhí)行效率。

02

光強(qiáng)獲取

光強(qiáng)獲取模塊功能主要是獲取光強(qiáng)數(shù)據(jù)。它將光敏傳感器模塊輸出的數(shù)據(jù)傳到STM32，經(jīng)STM32內(nèi)部ADC對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將數(shù)據(jù)在屏幕顯示并上傳至手機(jī)端，最后根據(jù)光強(qiáng)控制LED的亮滅。

03

OLED屏幕顯示

摘錄：OLED屏幕通過IIC協(xié)議與STM32通信。首選初始化IIC總線，之后初始化OLED，通過IIC總線向OLED發(fā)送指令和數(shù)據(jù)以初始化OLED顯示屏。初始化包括設(shè)置OLED顯示模式、對比度、亮度等參數(shù)。STM32獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)并完成處理后，向OLED發(fā)送顯示數(shù)據(jù)，驅(qū)動OLED液晶顯示屏在對應(yīng)位置顯示相關(guān)信息。

5

機(jī)智云平臺設(shè)計

機(jī)智云平臺設(shè)計實(shí)現(xiàn)的功能是將各傳感器數(shù)據(jù)上傳到手機(jī)端顯示，便可在手機(jī)上通過Wi-Fi下發(fā)指令控制智能魚缸。機(jī)智云平臺為開發(fā)者提供了自助式智能硬件開發(fā)工具與開放的云端服務(wù)，將智能硬件產(chǎn)品開發(fā)周期縮短，快速實(shí)現(xiàn)智能化。

5.1創(chuàng)建數(shù)據(jù)點(diǎn)

使用機(jī)智云平臺進(jìn)行開發(fā)時，首先要創(chuàng)建數(shù)據(jù)點(diǎn)，并需要定義數(shù)據(jù)點(diǎn)的類型。設(shè)計通過機(jī)智云創(chuàng)建的數(shù)據(jù)點(diǎn)如表1所示。

表1機(jī)智云平臺創(chuàng)建的數(shù)據(jù)點(diǎn)

5.2 機(jī)智云代碼移植流程

用機(jī)智云平臺創(chuàng)建好項目后，進(jìn)入到相關(guān)的界面，按照界面的提示進(jìn)行操作，它即可自動幫助用戶生成Wi-Fi控制的相關(guān)代碼。在代碼包生成以后，需要對其中代碼進(jìn)行移植。只有將代碼移植到工程文件里面后，才能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。機(jī)智云代碼的移植流程如圖4所示。

5.3 手機(jī)APP設(shè)計

手機(jī)APP是通過機(jī)智云平臺生成的。使用機(jī)智云平臺進(jìn)行APP生成的方法非常簡單，不需要按照安卓APP開發(fā)那樣操作，對于不懂安卓應(yīng)用的開發(fā)者來說是非常友好的。其配置流程如下：點(diǎn)擊創(chuàng)建移動應(yīng)用；點(diǎn)擊右上方進(jìn)行APP界面設(shè)置，將創(chuàng)建的項目進(jìn)行關(guān)聯(lián)，最后保存退出；進(jìn)入控制頁面選擇配網(wǎng)方式等，保存退出；點(diǎn)擊構(gòu)建應(yīng)用，等待應(yīng)用構(gòu)建完成，最終在手機(jī)端掃碼下載APP。各步驟操作及界面如圖5所示。

結(jié)束語

系統(tǒng)基于STM32F103C8T6，實(shí)現(xiàn)了智能魚缸所需的溫度測量、Wi-Fi控制、喂食等功能。通過使用性價比較高的Wi-Fi模塊配合機(jī)智云平臺實(shí)現(xiàn)了手機(jī)端控制。