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【STM32项目】智能家居（版本1）

ai 2025/7/27 9:37:31

 

✌️✌️大家好，这里是5132单片机毕设设计项目分享，今天给大家分享的是基于《基于STM32的智能家居设计》。

目录

1、系统功能

2.1、硬件清单

2.2、功能介绍

2.3、控制模式

2、演示视频和实物

3、系统设计框图

4、软件设计流程图

5、原理图

6、主程序

7、总结

1、系统功能

2.1、硬件清单

STM32+OLED+BH1750 光照传感器 + 温湿度传感器 + 空气质量传感器 + PM2.5 传感器 + 补光灯 + 风扇 + 蜂鸣器 + WIFI + 继电器模块 + 按键模块

2.2、功能介绍（下面视频有详细讲解）

（1）ESP8266 WIFI 模块：用于连接远程云平台，可在手机 APP 实现对设备的远程控制，实时查看温度、湿度、空气质量、PM2.5、光照强度等传感器数据。
（2）BH1750 光照传感器（I2C 通讯协议）：用于检测环境光照强度，在自动模式下，当光照强度小于设定阈值时自动打开补光灯。
（3）温湿度传感器（DHT11）：用于检测房间温度和湿度，在自动模式下，若湿度大于设定阈值，会触发继电器模块打开空调。
（4）空气质量传感器和 PM2.5 传感器：分别用于监测空气质量参数及空气中 PM2.5 浓度，在自动模式下，空气质量大于设定阈值会触发空调开启，PM2.5 浓度大于设定阈值会启动风扇进行排风。
（5）0.96 寸显示屏（OLED）：用于实时显示时间、温度、湿度、PM2.5、光照强度等传感器数据及系统工作模式，时间准确性在不拔下后备电池时可得到保证。
（6）按键模块（4 个按键）：在不同模式下功能不同，包括模式切换（远程 / 手动 / 自动）、阈值设置（通过按键加减调整各传感器阈值，可通过按键进入阈值设置界面）、手动控制外设（风扇、空调、补光灯等），因传感器采集耗时，操作时需按下停顿一秒再放开以确保响应。
（7）继电器模块：用于控制空调，在自动模式下，当湿度或空气质量检测值大于设定阈值时自动开启空调；在手动模式下，可通过按键控制空调开关。
（8）补光灯：用于环境补光，在自动模式下，根据光照强度传感器检测值与设定阈值对比，当光照强度小于阈值时自动打开。
（9）风扇：在自动模式下，若温度或 PM2.5 浓度大于对应设定阈值，自动启动进行排风；在手动模式下，可通过按键直接控制风扇开关。
（10）蜂鸣器模块：用于声音报警，当检测到的声音强度大于设定阈值时触发报警，可通过调整阈值或对着麦克风大声说话触发。

2.3、控制模式

  1. 手动模式：通过按键或蓝牙连接的手机 APP 直接控制各区域灯光的开关及暖光 / 白光模式切换，OLED 屏实时显示当前模式及操作状态。
  2. 语音模式：通过唤醒词 “小智” 激活语音交互，支持语音指令控制各区域灯光的开关、暖光 / 白光切换（如 “打开厨房暖光灯”“关闭卧室灯”），语音指令执行结果通过语音反馈及 OLED 屏显示。
  3. 自动模式：需通过按键或 APP 开启，仅在人体识别传感器检测到有人时生效，系统根据光敏传感器检测的光照强度自动调节对应区域灯光亮度（光照强度低于阈值时逐级增强亮度，高于阈值时关闭灯光），实现无人时自动关灯、有人时智能调光。

2、演示视频和实物

基于STM32的智能家居控制（版本1）(PM2.5+温湿度+光照强度)-(远程+自动+手动模式)

 

3、系统设计框图

4、软件设计流程图

5、原理图

6、主程序

#include "main.h"
uint16_t AD0, AD1;             //存储5路ADC值
uint8_t KeyNum;// 存储按键值
u8 t = 0;// 传感器读取时间间隔
uint16_t RTC_Time[] = {0, 0, 0};// RTC时间
uint16_t RTC_Time1[] = {7, 0, 0};// 定时时间---开
uint16_t RTC_Time2[] = {19, 0, 0};// 定时时间---关
u8 S_Mode; // 按键状态标志
u8 S_Shou_1 ;     //手动模式控制设备1
u8 S_Shou_2;     //手动模式控制设备2
u8 S_Shou_3;     //手动模式控制设备3
u8 S_YuZhi;       //阈值设置里用的，用来切换阈值
// 其他状态标志
u8 qingping = 1;   //清屏标志
u8 S_ShiShi_Time_1;     //设置实时时间用，用来切换时间显示和设置时间
u8 S_ShiShi_Time_2;    //设置实时时间用，用来切换设置的时分秒
u8 S_DingShi_Switch;    //设置定时时间里用到，切换时分秒
uint32_t bufe[10];
// 定义传感器数据和阈值结构体变量
SensorDataAndThreshold sensorData;// 初始化相关硬件和机智云
void System_Init()
{NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级uart_init(9600);       // 串口初始化为9600delay_init();      // 延时函数初始化LED_Init();            // 初始化与LED连接的硬件接口DHT11_Init();Buzzer_Init();             // 外设初始化OLED_Init();PM25_Init();       //里面包含了AD_Init();BH1750_Init();Key_Init();MyRTC_Init();sensorData.GuangYu = 100;sensorData.KongQiYu = 80;sensorData.PM25Yu = 500;sensorData.ShengYinYu = 20;sensorData.HumiYu = 50;sensorData.TempYu = 35;MY_Gizwits_Init();   // 机智云初始化
}int main(void)
{System_Init();while (1){userHandle();    // 数据上传gizwitsHandle((dataPoint_t *)&currentDataPoint);   // 后台处理，必须放在while里ReadSensorData();HandleModes();}
}// 读取传感器数据
void ReadSensorData()
{ if(t%10==0){DHT11_Read_Data(&sensorData.Temp, &sensorData.Humi);  // 读取温湿度并显示在OLED上sensorData.Guang = bh_data_read();AD1 = AD_GetValue(ADC_Channel_1);    //空气质量传感器if (AD1 > 4000)AD1 = 4000;sensorData.KongQi = (u8)(80 - (AD1 / 40));sensorData.ShengYin = 100 - TS_GetData(ADC_Channel_0);  // 声音传感器    PA0sensorData.PM25 = Get_PM25_Average_Data();}
}// 处理不同模式
void HandleModes()
{KeyNum = Key_GetNum();if (KeyNum == 1 && DebounceKey(1)){qingping = 0;S_Shou_2 = 2;            //每次初始化手动模式的标志，这样进入手动模式是一样的S_Mode = (S_Mode + 1) % 4;}switch (S_Mode){case 0: // 远程模式if (qingping == 0){OLED_Clear();qingping = 1;}TimeRead();ChuangGan();OLED_ShowChinese(1, 7, 49);OLED_ShowChinese(1, 8, 50);break;case 2: // 自动模式OLED_ShowChinese(1, 7, 51);OLED_ShowChinese(1, 8, 52);TimeRead();zhidong();ChuangGan();break;case 1: // 手动模式OLED_ShowChinese(1, 7, 18);OLED_ShowChinese(1, 8, 52);TimeRead();ChuangGan();shoudong();break;case 3: // 阈值设置if (qingping == 0){OLED_Clear();qingping = 1;}YuZhiSet();break;}
}// 手动模式函数
void shoudong()
{if (qingping == 0){OLED_Clear();qingping = 1;}if (KeyNum == 2 && DebounceKey(2)){S_Shou_1 = (S_Shou_1 + 1) % 2;}if (S_Shou_1 == 0){FENG_OFF();// 外设操作}if (S_Shou_1 == 1){FENG_ON();// 外设操作}if (KeyNum == 3 && DebounceKey(3)){S_Shou_2 = (S_Shou_2 + 1) % 2;}if (S_Shou_2 == 1){LED_ON(); // 外设操作}if (S_Shou_2 == 0){LED_OFF(); // 外设操作}if (KeyNum == 4 && DebounceKey(4)){S_Shou_3 = (S_Shou_3 + 1) % 2;}if (S_Shou_3 == 1){KONG_ON(); // 外设操作}if (S_Shou_3 == 0){KONG_OFF(); // 外设操作}
}// 自动模式函数
void zhidong()
{if (qingping == 0){OLED_Clear();qingping = 1;}if ((sensorData.PM25 > sensorData.PM25Yu) || (sensorData.Temp > sensorData.TempYu)){FENG_ON();}else{FENG_OFF();}if ((sensorData.KongQi > sensorData.KongQiYu) || (sensorData.Humi > sensorData.HumiYu)){KONG_ON();}else{KONG_OFF();}if (sensorData.Guang < sensorData.GuangYu){LED_ON();}else{LED_OFF();}if (sensorData.ShengYin > sensorData.ShengYinYu){Buzzer_Turn();}else{Buzzer_OFF();}
}// 设置阈值函数
void YuZhiSet()
{if (qingping == 0){OLED_Clear();qingping = 1;}zhidong();OLED_ShowChinese(1, 3, 72);OLED_ShowChinese(1, 4, 73);OLED_ShowChinese(1, 5, 74);OLED_ShowChinese(1, 6, 75);OLED_ShowString(2, 1, "G:");OLED_ShowNum(2, 3, sensorData.GuangYu, 3);OLED_ShowString(2, 7, "K:");OLED_ShowNum(2, 9, sensorData.KongQiYu, 2);OLED_ShowString(2, 12, "T:");OLED_ShowNum(2, 14, sensorData.TempYu, 2);OLED_ShowString(3, 12, "H:");OLED_ShowNum(3, 14, sensorData.HumiYu, 2);OLED_ShowString(3, 1, "PM2.5:");OLED_ShowNum(3, 7, sensorData.PM25Yu, 3);OLED_ShowString(4, 1, "ShengYin:");OLED_ShowNum(4, 10, sensorData.ShengYinYu, 2);if (KeyNum == 2 && DebounceKey(2)){S_YuZhi = (S_YuZhi + 1) % 6;}switch (S_YuZhi){case 0:if (KeyNum == 3) sensorData.GuangYu++;if (KeyNum == 4) sensorData.GuangYu--;break;case 1:if (KeyNum == 3) sensorData.KongQiYu++;if (KeyNum == 4) sensorData.KongQiYu--;break;case 3:if (KeyNum == 3) sensorData.PM25Yu += 100;if (KeyNum == 4) sensorData.PM25Yu -= 100;break;case 5:if (KeyNum == 3) sensorData.ShengYinYu ++;if (KeyNum == 4) sensorData.ShengYinYu --;break;case 2:if (KeyNum == 3) sensorData.TempYu ++;if (KeyNum == 4) sensorData.TempYu --;break;case 4:if (KeyNum == 3) sensorData.HumiYu ++;if (KeyNum == 4) sensorData.HumiYu --;break;}
}// 定时模式函数
void DingShiMoShi()
{if (qingping == 0){OLED_Clear();qingping = 1;}// 定时模式判断if ((MyRTC_Time[3] == RTC_Time1[0]) && (MyRTC_Time[4] == RTC_Time1[1]) && (MyRTC_Time[5] == RTC_Time1[2])){// 外设操作}if ((MyRTC_Time[3] == RTC_Time2[0]) && (MyRTC_Time[4] == RTC_Time2[1]) && (MyRTC_Time[5] == RTC_Time2[2])){// 外设操作}// 显示定时时间OLED_ShowChinese(3, 1, 31);OLED_ShowString(3, 3, ":");OLED_ShowNum(3, 5, RTC_Time1[0], 2);OLED_ShowString(3, 7, ":");OLED_ShowNum(3, 8, RTC_Time1[1], 2);OLED_ShowString(3, 10, ":");OLED_ShowNum(3, 11, RTC_Time1[2], 2);OLED_ShowChinese(4, 1, 32);OLED_ShowString(4, 3, ":");OLED_ShowNum(4, 5, RTC_Time2[0], 2);OLED_ShowString(4, 7, ":");OLED_ShowNum(4, 8, RTC_Time2[1], 2);OLED_ShowString(4, 10, ":");OLED_ShowNum(4, 11, RTC_Time2[2], 2);// 修改定时时间操作if (KeyNum == 2 && DebounceKey(2)){S_DingShi_Switch = (S_DingShi_Switch + 1) % 6;}switch (S_DingShi_Switch){case 0: // 时if (KeyNum == 3) RTC_Time2[0]++;if (KeyNum == 4) RTC_Time2[0]--;break;case 1: // 分if (KeyNum == 3) RTC_Time2[1]++;if (KeyNum == 4) RTC_Time2[1]--;break;case 2: // 秒if (KeyNum == 3) RTC_Time2[2]++;if (KeyNum == 4) RTC_Time2[2]--;break;case 3: // 时if (KeyNum == 3) RTC_Time1[0]++;if (KeyNum == 4) RTC_Time1[0]--;break;case 4: // 分if (KeyNum == 3) RTC_Time1[1]++;if (KeyNum == 4) RTC_Time1[1]--;break;case 5: // 秒if (KeyNum == 3) RTC_Time1[2]++;if (KeyNum == 4) RTC_Time1[2]--;break;}
}void YuYingMode()   //先说小杰唤醒，然后说打开窗户和关闭窗户
{
//    if (qingping == 0)
//    {
//        OLED_Clear();
//        qingping = 1;
//    }
//    if (Serial2_RxFlag == 1)        //串口接收到数据包的标志位，若是收到数据包，会置1
//    {
//        if (strcmp(Serial2_RxPacket, "JIASHI_ON") == 0)
//        {
//            // 外设操作
//        }
//        else if (strcmp(Serial2_RxPacket, "JIASHI_OFF") == 0)
//        {
//            // 外设操作
//        }
//        Serial2_RxFlag = 0; //将标志位清零，不清零就接收不到下一个数据包了
//    }
}// 机智云初始化函数
void MY_Gizwits_Init(void)
{TIM3_Int_Init(9, 7199); // 1MS系统定时usart3_init(9600); // WIFI初始化memset((uint8_t *)&currentDataPoint, 0, sizeof(dataPoint_t)); // 设备状态结构体初始化gizwitsInit(); // 环形缓冲区初始化gizwitsSetMode(2);   // 设置模式userInit();
}// 按键消抖函数
uint8_t DebounceKey(uint8_t key)
{delay_ms(20);return KeyNum == key;
}// 设置时间函数
void TimeSet()
{if (KeyNum == 2 && DebounceKey(2)){S_ShiShi_Time_1 = (S_ShiShi_Time_1 + 1) % 3;}if (S_ShiShi_Time_1 == 0)   // 时间显示模式{MyRTC_ReadTime();OLED_ShowNum(1, 5, MyRTC_Time[3], 2);    // 时OLED_ShowString(1, 7, ":");OLED_ShowNum(1, 8, MyRTC_Time[4], 2);    // 分OLED_ShowString(1, 10, ":");OLED_ShowNum(1, 11, MyRTC_Time[5], 2);   // 秒RTC_Time[0] = MyRTC_Time[3];RTC_Time[1] = MyRTC_Time[4];RTC_Time[2] = MyRTC_Time[5];}else if (S_ShiShi_Time_1 == 1)     // 修改时间{if (KeyNum == 5 && DebounceKey(5)){S_ShiShi_Time_2 = (S_ShiShi_Time_2 + 1) % 3;}switch (S_ShiShi_Time_2){case 0: // 修改时if (KeyNum == 4){RTC_Time[0] = (RTC_Time[0] + 1) % 24; // 加 1 后取模 24，确保在 0 - 23 范围内}if (KeyNum == 3){if (RTC_Time[0] == 0){RTC_Time[0] = 23; // 当为 0 时，减操作变为 23}else{RTC_Time[0]--;}}OLED_ShowNum(1, 5, RTC_Time[0], 2);  // 时break;case 1: // 修改分if (KeyNum == 4){RTC_Time[1] = (RTC_Time[1] + 1) % 60; // 加 1 后取模 60，确保在 0 - 59 范围内}if (KeyNum == 3){if (RTC_Time[1] == 0){RTC_Time[1] = 59; // 当为 0 时，减操作变为 59}else{RTC_Time[1]--;}}OLED_ShowNum(1, 8, RTC_Time[1], 2);  // 分break;case 2: // 修改秒if (KeyNum == 4){RTC_Time[2] = (RTC_Time[2] + 1) % 60; // 加 1 后取模 60，确保在 0 - 59 范围内}if (KeyNum == 3){if (RTC_Time[2] == 0){RTC_Time[2] = 59; // 当为 0 时，减操作变为 59}else{RTC_Time[2]--;}}OLED_ShowNum(1, 11, RTC_Time[2], 2);  // 秒break;}}else if (S_ShiShi_Time_1 == 2){MyRTC_Time[3] = RTC_Time[0];MyRTC_Time[4] = RTC_Time[1];MyRTC_Time[5] = RTC_Time[2];MyRTC_SetTime();S_ShiShi_Time_1 = 0;}
}// 读取时间函数
void TimeRead()
{MyRTC_ReadTime();OLED_ShowNum(1, 5, MyRTC_Time[3], 2);    // 时OLED_ShowString(1, 7, ":");OLED_ShowNum(1, 8, MyRTC_Time[4], 2);    // 分OLED_ShowString(1, 10, ":");OLED_ShowNum(1, 11, MyRTC_Time[5], 2);   // 秒
}// 显示传感器信息
void ChuangGan()
{OLED_ShowChinese(2, 1, 53);OLED_ShowChinese(2, 2, 54);OLED_ShowString(2, 5, ":");OLED_ShowNum(2, 6, sensorData.Guang, 4);OLED_ShowString(2, 10, "%");OLED_ShowString(2, 12, "T:");OLED_ShowNum(2, 14, sensorData.Temp, 2);OLED_ShowString(3, 12, "H:");OLED_ShowNum(3, 14, sensorData.Humi, 2);OLED_ShowString(3, 1, "PM2.5:");OLED_ShowNum(3, 7, sensorData.PM25, 4);
//    OLED_ShowNum(3, 7,  bufe[0], 4);OLED_ShowChinese(4, 1, 64);OLED_ShowChinese(4, 2, 65);OLED_ShowString(4, 5, ":");OLED_ShowChinese(4, 5, 78);OLED_ShowChinese(4, 6, 79);OLED_ShowString(4, 13, ":");OLED_ShowNum(4, 6, sensorData.KongQi, 2);OLED_ShowNum(4, 14, sensorData.ShengYin, 2);
}

7、总结

本文介绍了一个基于STM32的智能家居系统设计，支持远程控制、手动操作和自动调节三种模式。系统硬件包括STM32主控、OLED显示屏、温湿度传感器、光照传感器、空气质量传感器、PM2.5传感器等模块，通过ESP8266 WIFI模块连接云平台实现手机APP远程监控。自动模式下能根据环境参数智能控制补光灯、风扇和空调；手动模式可通过按键或APP直接操作；还支持语音控制功能。软件设计采用模块化编程，包含传感器数据采集、阈值设置、模式切换等功能模块。该系统实现了家居环境的智能监测与调控，具有实用性和可扩展性。

http://www.xdnf.cn/news/16151.html

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