​零难度跟我做STM32物联网智能家居项目（资料开源）

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跟着达尔闻一步步操作，完整的设计一个STM32的智能家居控制系统项目——

硬件系统完成温度、湿度、光照、PM2.5、风速等监测，并通过MCU处理之后上报至云端。软件系统手机通过小程序，可以实时显示测试数据，并可以远程控制硬件系统动作，比如继电器的开关。

点击阅读原文看视频直播（本周二下午3:00直播）

B站UP主阿正（B站ID：阿正啷个哩个啷）作为达尔闻特邀讲师告诉你详细设计过程！项目源码全部开源，在“达尔闻说”微信回复：STM32智能家居，获得源码。

智能家居项目功能导图

如果你刚好面临做毕业设计？或者对硬件设计感兴趣想要动手实践？用STM32上手，再适合不过了，准备好了么？

提前准备——项目必备软硬件

硬件：主控MCU STM32开发板、监测传感器（温湿度、PM2.5、风速等）、WIFI模组（ESP8266）、继电器模块。

软件：编译工具STM32CubeMX+Keil5、手机微信小程序、PC上位机、云IOT服务器。

通过完成这个项目，你可以了解如何开始设计一个工程类项目，熟练掌握STM32使用及软件代码编程，传感器数据通讯原理、WIFI通信、IOT物联网服务器操作、微信小程序交互界面代码编写等技能。

正式开工——软硬件设计

◆ 第一步：搭建系统硬件

1) 选择适合的核心-主控MCU：STM32

为什么选择STM32？老工程师说过一句话：“使用STM32F1系列就是用最低的成本依靠编程发挥其最大的性能，市面上大多数硬件产品靠它就行”。STM32产品用的人多，性能也不差，所以项目首选是STM32产品。

但智能家居物联网的项目对功耗的要求非常高，因此系统中使用的是STM32L系列的芯片。STM32L0系列，ARM Cortex-M0+内核与STM32单片机超低功耗特性的独有结合，使STM32 L0 MCU非常适合电池供电或供电来自能量收集的应用。STM32L0微控制器提供了动态电压调节、超低功耗时钟振荡器、LCD接口、比较器、DAC及硬件加密。在这个项目上，使用的是基于STM32L的腾讯开发板。

有同学会问：我没有这块腾讯的开发板，源码还有没有用。当然有用，系统源码可以移植至STM32其他系列，所以不用担心板卡不同。

2) 选择合适的传感器实现功能测试

智能家居项目中少不了的另外重要组成就是——数据采集的硬件，简单说就是各类传感器。根据完成功能的不同，选择不同的传感器。

在项目中，我们用到的空气质量传感器、光照度传感器、UV rays sensor（紫外线、温湿度传感器）、通信仪，都是485接口，方便和STM32进行通信。

3) 获得的数据通过WIFI方式通信传输并处理作出及时响应。通信的方式无外乎：蓝牙、Zigbee、GPRS、WIFI、NBIOT、4G、以太网。这些通信方式的优缺点可以查看毕设课程——通信接口电路讲解。

我们选择了WIFI通信方式，通过手机可以实现远程监测和控制。WIFI模组选用的是ESP8266，又是一个大家都会经常用到的模块。选择常用的模块好处就是可以轻松上手。

4) 物联网搭档-云平台的选择，采用的是自己搭建的IOT服务器。当然，你也可以不用连接到云平台处理数据。

◆ 第二步：软件程序设计

Ⅰ) 硬件选择完成之后，就是实现功能的软件编写。

我们选择的主控STM32芯片使用的是传统的开发工具，STM32CubeMX+Keil5，初学者如果不熟悉Cube和HAL库的话，可以使用官方的库函数进行开发，建议参考市面上教育平台的资料和例程，例如：野火、正点原子等。

完整的工程源码全部开源，可以在“达尔闻说”微信回复：STM32智能家居，获得。

下面是自定义C语言数据解析函数代码解析：

/***********************************************************
  函数名称：Find_string(char*pcBuf,char*left,char*right, char *pcRes)
  函数功能：寻找特定字符串
  入口参数：
          char *pcBuf 为传入的字符串
          char *left   为搜索字符的左边标识符  例如："["
          char *right  为搜索字符的右边标识符  例如："]"
          char *pcRes 为输出转存的字符串
  返回值：用来校验是否成功。
  备注：left字符需要唯一，right字符从left后面开始唯一即可
 服务器下发命令举例：+MQTTPUBLISH: 0,0,0,0,/device/NB/zx9999_back,6,[test]
 参考网上教程自己DIY一些实用的函数
***********************************************************/
int Find_string(char *pcBuf,char *left,char*right, char *pcRes)
{
        char*pcBegin = NULL;
        char*pcEnd = NULL;
        pcBegin= strstr(pcBuf, left);//找到第一次出现的位置
        pcEnd= strstr(pcBegin+strlen(left), right);//找到右边标识
        if(pcBegin== NULL || pcEnd == NULL || pcBegin > pcEnd)
        {
                 printf("stringname not found!\n");
                 return0;
        }
        else
        {
                 pcBegin+= strlen(left);
                 memcpy(pcRes,pcBegin, pcEnd-pcBegin);
                 return1;
        }
}

此函数可以实现对指令字符串进行寻找，可以很方便的用在串口通讯和物联网设备服务器下发数据的解析上。

例如：服务器下发一个让设备休眠指定时间的命令，下发的数据包肯定包含了除命令以外的其他无关数据，而你只想要其中的休眠时间，如数据包为：

+MQTTPUBLISH:0,0,0,0,/device/NB/zx99_back,6,sleep=20min;id=234;csq=34;

Find_string(RevBuf,"sleep=","min",sleep_buf)  即可识别服务器下发的数据包中休眠时间为 20。

备注：由于文章篇幅的限制，其他代码的解析就不一一放出来，大家可以在“达尔闻说”微信回复：STM32智能家居，获得更多代码详解。

Ⅱ）手机端/上位机的开发

PC端上位机开发可根据个人能力和自己编程基础来做，可以使用自己比较熟悉的编程语言和IDE来开发，熟悉C++的同学可以使用QT来开发，或者C#、JAVA、python等，也有一些工业级的开发环境比如LabVIEW，还有很炫酷的Processing。我经常使用python来做上位机，非常快捷。微信小程序编写也需要看个人编程基础，如果你对这块不擅长，可以直接使用一些开源的程序，在开源的基础上添加修改达到需要的功能。我用到的微信小程序源码也一并放出来给大家参考。 

◆ 第三步：系统调试及问题解决小诀窍

当完成以上步骤之后，就是见证奇迹时刻——系统联调，看看系统各个功能是否可以工作。

项目进行软硬件联调的时候，很多不确定因素会导致出现一些问题，比如网络通讯、数据解析、硬件异常。所以联调的时候要保证两者单方面的稳定性，不至于出现错误的时候手忙脚乱。

在调试这个系统的时候，我就遇到了问题：调试TencentOS tiny内测项目的时候，硬件设备上报服务器数据是正常的，但是微信小程序接收数据异常，排查很久，确认微信小程序中json解析函数出现bug，最后定位为硬件数据上报数据最后多了几个空格，导致微信小程序认为json格式错误而无法解析，通过正则表达式去除结尾空格，再用json解析函数取出数据点。

教给大家在项目开发过程中查找解决问题的一个方法：项目开发的时候，调不通是很常见的，解决办法就是“控制变量法”，要让错误变得清晰明了，一点一点排查，找到导致错误的代码或者函数，如果是硬件的话，找到导致错误的芯片或者电路。然后有针对性的查找资料和解决问题，这样可以做到有的放矢。举个列子：调试某项目电路板中内存芯片（W25Q系列），这是一款很常见的芯片，但是就是调试不通，SPI读取不到ID。利用控制变量法：1、先排查代码，同样的代码刷入其他开发板，确认代码正常，2、排查硬件，取下芯片，焊接到其他开发板，确认芯片正常，3、排查电路，后来发现是硬件工程师绘制原理图的时候SPI接线出现了偏差，跳线后测试正常，成功解决问题，第二版改原理图和PCB即可。（老工程师画板子也有失误的时候，流汗。。。）

总结：虽然上面完成的是个智能家居的项目，但是通过这个完整的项目，从中可以学习到如STM32使用，小程序编写，数据通信处理等等，这些技能你可以用到更多的应用场景中。没有相同的开发板和传感器，没关系，阿正分享的程序源码完全可以移植。在B站上，阿正分享了自己的毕设获得3.6w+次观看，

利用你手头的板卡，开启你的智能家居项目吧。

预告：教学视频即可预约11月19日（周二）下午3:00达尔闻直播。直播过程中，将在达尔闻微信交流群抽取STM32开发板。如果你在学习中遇到问题，欢迎来达尔闻交流群，进群方式：添加妮姐微信459888529。

END

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