代码收藏家 [单片机]基于STM32的ONENET云平台操控系统_dht11 onenet rc522
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1 项目描述
本次项目借用Keil uVision5单片机C语言开发系统编写，通过J-Link驱动下载HEX程序，烧录到STM32F407开发板中运行。
实现DHT11读取温湿度、配置ADC3通道获取光照强度、SR04超声波测距、利用w25q128 Flash芯片存取比较值、通过MPU6050运动处理组件获取三轴坐标、使用RC522模块读卡、将获取的数据在OLED屏上显示、再利用WIFI模块连接热点将数据传输到onenet云平台，通过串口中断实现云平台或手机无线控制功能。
2 项目需求
（1） 温湿度的获取
（2）光照强度的获取
（3）陀螺仪
（4）测距
（5）比较值存取
（6）刷卡
（7）OLED屏显示
（8）上传云平台
（9）超值报警
3 搭建环境
开发环境
软件环境:window
硬件环境：STM32F407
开发工具
Keil uVision5、字模PCtoLCD2002、串口调试stc-isp-15xx
使用模块
数字温湿度传感器DHT11
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传
感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高
的可靠性与卓越的长期稳定性。
DHT11的供电电压为 3－5.5V。 传感器上电后， 要等待 1s 以越过不稳定状态在此期无需发送任何指令。
电源引脚（ VDD， GND）之间可增加一个100nF 的电容， 用以去耦滤波
DHT11 STM32
VCC --->3.3V
DQ数字输出 ---> PG9
GND --->GND
实体图：
光敏传感器
光敏传感器检测的是模拟信号，随着光的亮度变化，光敏传感器的电阻值发生变化，我们需要把模拟信号转变成为电信号，提取数据，即是ADC模数转换。
（ADC是指将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。真实世界的模拟信号，例如温度、压力、声音或者图像等，需要转换成更容易储存、处理和发射的数字形式。模/数转换器可以实现这个功能，在各种不同的产品中都可以找到它的身影。）
原理图：
实体图：
MPU6050
MPU-6000（6050）为全球首例整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时间轴之差的问题，减少了大量的封装空间。当连接到三轴磁强计时，MPU-60X0提供完整的9轴运动融合输出到其主I2C或SPI端口(SPI仅在MPU-6000上可用)。
实体图：
wifi模块ESP8266
ESP8266是一款超低功耗的UART-WiFi 透传模块，拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术，专为移动设备和物联网应用设计，可将用户的物理设备连接到Wi-Fi 无线网络上，进行互联网或局域网通信，实现联网功能。
管脚排列图：
实体图：
OLED屏
OLED，即有机发光二极管（ Organic Light Emitting Diode ）。 OLED 由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。
连接方式
- 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
实体图:
RC522
MF RC522是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度的读写卡芯片，是针对“三表”应用推出的一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片，是智能仪表和便携式手持设备研发的较好选择。它与主机间通信采用SPI模式，有利于减少连线，缩小PCB板体积，降低成本。
RC522框图：
实体图：
W25Q128
串行 flash 存储器 W25Q128BV 为那些对空间大小，引脚数，功耗有限制的系统提供了一个存储解决方案。W25Q128BV 由 65536 可编程的页组成的，每页有 256 个字节。一次最多可以写 256 个字节。可以一次擦除 16 页，128 页,256 页或者擦除一整片。W25Q128BV 支持标准 SPI 接口，以及更高性能的 DUAL/QUAD SPI ，对应的管脚为时钟，片选，（I/O0）DI，（I/O1）DO，I/O2（/WP），I/O3（/HOLD）。
实体图：
SR04超声波
超声波测距是借助于超声脉冲回波渡越时间法来实现的。设超声波脉冲由传感器发
出到接收所经历的时间为 t ，超声波在空气中的传播速度为 c ，则从传感器到目标物体
的距离 D 可用下式求出：D = ct /2
系统框图：
实体图
4 技术描述
| 模块 | 功能 | 协议 |
|---|---|---|
| LED | 超值报警 | |
| KEY | 中断切换界面 | |
| BEEP | 云平台控制停响 | |
| TIM | 呼吸灯 | |
| Systick | 滴答定时器 | |
| ADC | 光照 | |
| DHT11 | 测温湿度 | 单总线协议 |
| MPU6050 | 测姿势 | IIC协议 |
| ESP8266 | 上传云平台 （温湿度/光照/距离） | UART协议 |
| OLED | 显示（温湿度/光照/距离/坐标值/比较值/卡号) | IIC协议 |
| RC522 | 刷卡 | SPI协议 |
| W25Q128 | 存比较值(温湿度/光照/距离) | SPI协议 |
5 概要设计
整体项目框架设计图：
6 界面一
主要实现
实时获取温湿度、光照强度、超声波距离，与系统设置的各比较值对比，做超值亮灯报警判断，再将各数据上传到ONENET云平台中。同时实时等待云平台是否发送蜂鸣器报警指令，若有指令发送，则判断蜂鸣器响或停。
具体效果和代码如下：
实体效果
部分代码
/************************** 硬件初始化 **************************/
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //配置优先级分组:抢占优先级和响应优先级
Systick_Init(); //滴答定时器初始化
TIM14_Init(84,100);
W25Q128_Init(); //SPI初始化W25Q128
usartx_init(USART1,115200); //初始化串口1，不开启接收中断，主要用做发送数据串口显示调试
usartx_init(USART3,115200); //初始化串口3，开启接收中断，设置中断向量表分组和优先级
BEEP_Init();
LED_Init(); //LED灯初始化
EXTI0234_Init(); //按键中断初始化
OLED_Init(); //OLED初始化
SR04_Init(); //超声波初始化
DHT11_Init(); //温湿度引脚初始化
adc1_init(); //光照强度初始化
MPU6050_Init(); //MPU6050初始化
MFRC522_Initializtion(); //MFRC522初始化
ESP8266_init(); //初始化ESP8266模块，连接WIFI,接入平台IP
OneNet_DevLink(DEVID,APIKEY); //接入平台设备。
mode = 1; //串口3接收进入接收命令模式
delay_s(1); //延时一秒
printf("HardWare Init Success!\r\n");
TIM_SetCompare4(TIM1,100);//灭LED3灯
/************************** W25Q128读取比较值 **************************/
W25Q128_Read(Data,0,4);
temp_compare=Data[0];//温度比较值
humi_compare=Data[1];//湿度比较值
sun_compare=Data[2];//光照比较值
distance_compare=Data[3];//距离比较值
/************************** 界面显示 **************************/
if(page1_tmp==0)//温湿度光照界面
{
/*********************---获取值---*******************************/
sun_tmp=100-(get_adcvalue()/40); //获取光照强度
distance_tmp=sr04_get_distance(); //获取超声波距离
DHT11_ReadData(buffer); // 获取温湿度 ERROR SUCCESS
if(clear_oled==1)//清屏
{
OLED_Clear();
clear_oled=0;
}
OLED_ShowCHinese16X16(0,0,Chinese16X16 ,0);//温度
OLED_ShowCHinese16X16(16,0,Chinese16X16 ,1);
OLED_ShowCHinese16X16(0,2,Chinese16X16 ,2);//湿度
OLED_ShowCHinese16X16(16,2,Chinese16X16 ,3);
OLED_ShowCHinese16X16(0,4,Chinese16X16 ,4);//光照强度
OLED_ShowCHinese16X16(16,4,Chinese16X16 ,5);
OLED_ShowCHinese16X16(32,4,Chinese16X16 ,6);
OLED_ShowCHinese16X16(48,4,Chinese16X16 ,7);
OLED_ShowCHinese16X16(0,6,zhuangtai16X16 ,0);//距离
OLED_ShowCHinese16X16(16,6,zhuangtai16X16 ,1);
sprintf(humi,"%u.%u %%RH",buffer[0],buffer[1]);
sprintf(temp,"%u.%u %%C",buffer[2],buffer[3]);
OLED_ShowStr(32, 0, temp, 2);//显示温度
OLED_ShowStr(32, 2, humi, 2); //显示湿度
sprintf(sun,"%d",sun_tmp);
OLED_ShowStr(64, 4, sun, 2);//显示光照
//显示距离
OLED_Cleardistance();
sprintf(distance,"%dmm",distance_tmp);
OLED_ShowStr(32, 6, distance, 2);
/*************************---超值亮灯警报---***********************/
if(buffer[2]>=temp_compare || buffer[0]>=humi_compare)//温度或者湿度超值判断
{LED1(0);}
else{LED1(1);}
if(sun_tmp<=sun_compare)//光照低于值判断
{LED2(0);}
else{LED2(1);}
if(distance_tmp<=distance_compare)//距离低于值判断
{LED3(0);}
else{LED3(1);}
/*************************---上传数据---***********************/
//将数据上传网站
OneNet_SendData(send_but,"Temp",buffer[2]); //第二个参数不是随便写的，这个是你要上传的数据流的名字
OneNet_SendData(send_but,"Humi",buffer[0]);
OneNet_SendData(send_but,"Sun",sun_tmp);
OneNet_SendData(send_but,"distance",distance_tmp);
}
7 界面二
主要实现
当用户通过KEY3按键切换到比较值界面时，读取W25Q128中的各比较值数据并显示，通过按键中断去选择其他功能：KEY0按键可切换不同比较值，KEY1增加比较值，KEY2减小比较值，KEY3界面切换。当修改完比较值，切换界面时，将各比较值重新存进W25Q128中，修改原来的数据。
具体效果和代码如下：
实体效果：
部分代码：
while(WorkType==2)
{
//显示温度比较值
sprintf(temp,"%u",temp_compare);
OLED_ShowStr(80, 0,temp, 2);
//显示温度比较值
sprintf(humi,"%u",humi_compare);
OLED_ShowStr(80, 2,humi, 2);
//显示光照比较值
sprintf(sun,"%u",sun_compare);
OLED_ShowStr(80, 4,sun, 2);
//显示距离比较值
sprintf(distance,"%d",distance_compare);
OLED_ShowStr(80, 6,distance, 2);
if(humi_compare==99)//最小值
{
OLED_Clearhumidata();
}
if(temp_compare==9)//最小值
{
OLED_Cleartempdata();
}
if(distance_compare==95)//最小值
{
OLED_Cleardis();
}
}
8 界面三
主要实现
当跳转到界面三，RC522模块实时等待卡的到来，若有卡靠近时，通过SPI协议读取RFID卡的数据，获取到卡号，将卡号显示到OLED屏上。同时呼吸灯亮起…
具体效果与代码如下：
实体效果
部分代码
void show_face3()//显示界面3：读卡
{
int cnt = 100;
int led_tmp=0;
OLED_Clear();
/*********************显示屏幕****************************/
//请将卡放置感应区
OLED_ShowCHinese16X16(0,0,rfid16X16 ,0);
OLED_ShowCHinese16X16(16,0,rfid16X16 ,1);
OLED_ShowCHinese16X16(32,0,rfid16X16 ,2);
OLED_ShowCHinese16X16(48,0,rfid16X16 ,3);
OLED_ShowCHinese16X16(64,0,rfid16X16 ,4);
OLED_ShowCHinese16X16(80,0,rfid16X16 ,5);
OLED_ShowCHinese16X16(96,0,rfid16X16 ,6);
OLED_ShowCHinese16X16(112,0,rfid16X16 ,7);
while(WorkType==3)
{
MFRC522Test();//读卡
//呼吸灯
if(led_tmp==0)
{
TIM_SetCompare1(TIM14,cnt);
cnt-=10;
if(cnt==20) led_tmp=1;
}
else if(led_tmp==1)
{
TIM_SetCompare1(TIM14,cnt);
cnt+=10;
if(cnt==100) led_tmp=0;
}
delay_ms(200);
}
}
读卡
//MFRC522读卡
void MFRC522Test(void)
{
u8 status;
u8 card_pydebuf[2];
u8 card_numberbuf[5];
u8 card_key0Abuf[6]={0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff};
u8 card_writebuf[16]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,44,12,13,14,15};
u8 card_readbuf[18];
char card_id[32];
status=MFRC522_Request(0x52, card_pydebuf); //寻卡
//
if(status==0) //如果读到卡
{
status=MFRC522_Anticoll(card_numberbuf); //防撞处理
MFRC522_SelectTag(card_numberbuf); //选卡
status=MFRC522_Auth(0x60, 4, card_key0Abuf, card_numberbuf); //验卡
status=MFRC522_Write(4, card_writebuf); //写卡（写卡要小心，特别是各区的块3）
status=MFRC522_Read(4, card_readbuf); //读卡
//显示卡号
OLED_ShowStr(32, 2,"card ID:", 2);
sprintf(card_id,"%X%X%X%X",card_numberbuf[0],card_numberbuf[1],card_numberbuf[2],card_numberbuf[3]);
OLED_ShowStr(32,4,card_id, 2);
MFRC522_Initializtion(); //初始化MFRC522
}
}
9 界面四
主要实现
当跳转到界面四，MPU6050通过IIC协议测得当前三轴坐标值，通过坐标值与屏幕像素计算出显示的位置，实现像素点在屏幕上根据开发板的倾斜而发生移动…
具体效果和代码如下：
实体效果
部分代码
else if (page1_tmp==1)//陀螺仪界面
{
/*********************---获取值---*******************************/
MPU6050_Get_Angle(&data); // 获取三轴倾角
if(clear_oled==0)//清屏
{
OLED_Clear();
clear_oled=1;
作者：普通网友
