最近设计了一个项目基于物联网技术车库门自动控制系统设计,与大家分享一下:

一、基本介绍

项目名:车库门(实物)
项目编号:mcuclub-dz-202
单片机类型:STM32F103C8T6
具体功能:
1、通过RTC内部时钟获取实时时间,可通过按键进行修正
2、通过手机界面可以打开车库门和关闭车库门(步进电机模拟)
3、当打开车库门时,通过光敏电阻检测光照值,当光照值过低时,打开照明灯(光照最低值可通过按键设置)
4、通过分离式红外对射管检测车库门下是否有人,如果有人,则停止关门,并声光报警,直至人离开
5、通过震动传感器检测车库门是否被撬动,如果撬动,声光报警,并将时间和“车库门被撬动”发送到手机端
6、通过OLED显示时间和光照值
7、通过WIFI模块,可将所有监测数据发送到手机端,手机端可开关车库门

二、32实物图

单片机型号:STC89C32

板子为绿色PCB板,两层板,厚度1.2,上下覆铜接地。元器件基本上为插针式,个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口:TYPE-C

三、原理图

软件版本:AD2013

电路连线方式:网络标号连线方式

注意:原理图只是画出了模块的引脚图,而并不是模块的内部结构原理图

四、PCB图

由原理图导出,封装很大一部分都是作者自己绘制,不提供封装库,只提供连接好的源文件。中间有一个项目编号,隐藏在单片机底座下,插入单片机后不会看到。

两层板,上下覆铜接地。

五、系统框图

本设计以单片机为核心控制器,加上其他模块一起组成此次设计的整个系统,其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器,其主要作用是获取输入部分的数据,经过内部处理,逻辑判断,最终控制输出部分。输入由五部分组成,第一部分是光照检测模块,通过该模块检测车库周围光照强度;第二部分是分离式红外开关检测模块,通过该模块检测车库门下是否有人;第三部分是震动检测模块,通过该模块检测车库门是否被撬动;第四部分是按键模块,通过该模块可以修正时间等;第五部分是供电模块,通过该模块可给整个系统进行供电。输出由四部分组成,第一部分是显示模块,通过该模块可以显示时间和光照值;第二部分是步进电机模块,通过该模块模拟车库门的开关;第三部分是声光报警模块,当监测到车库门下有人,停止关门,并声光报警,直到人离开;如果监测到车库门被撬动,则声光报警。第四部分是照明灯模块,如果车库门周围光照强度过低,打开照明灯进行照明;除此之外,WIFI模块既作为输入又作为输出,WIFI模块和手机进行连接,可以将监测的数据传输到用户手机端,用户也可以通过手机端发送指令控制继电器的工作及其模式的切换。具体系统框图如图3.1所示。

六、软件设计流程

七、部分程序展示

软件版本:keil5

逻辑程序和驱动程序分开,分布于main.c和其他.c文件

*******处理函数
*****/
void Manage_function(void)
{
    if(flag_display == 0)                  //测量界面
    {
        if(flag_bujin_state == 1)                        //当打开车库门时,通过光敏电阻检测光照值,当光照值过低时,打开照明灯
        {
            if(light_value < light_min)
            {
                RELAY_LED = 0;
            }
            else
            {
                RELAY_LED = 1;
            }
        }
        else                                                                //关灯
        {
            RELAY_LED = 1;
        }
        
        if(flag_baojing == 1)                                //声光报警
        {
            if(time_num % 10 == 0)
            {
                BEEP = ~BEEP;
                LED = ~LED;
            }
        }
        else
        {
            BEEP = 0;
            LED = 1;
        }
        
        if(flag_10s == 1)
        {
            BEEP = 0;
            flag_baojing = 0;
            flag_baojing_xinxi = 0;
            flag_timer_begin_10s = 0;
        }
        
        if(flag_dianji_mode == 0 && flag_bujin_state ==1)
        {
            flag_bujin_reversal =1;
        }
        else if(flag_dianji_mode ==1 && flag_bujin_state ==0)
        {
            flag_bujin_foreward =1;
        }
    }
    else                                                             //设置界面
    {
        
    }
    
    
    if(flag_2s == 1)                                                                                    //两秒上传一次数据
  {
    flag_timer_begin_2s = 0;
    flag_2s = 0;
    Aliyun_Send_Data();
    flag_timer_begin_2s = 1;
  }    
}

/****
*******数据上报函数
             数据更改时,将数据发布给服务器
*****/
void Aliyun_Send_Data(void)
{
    
    char message_data[256] = "\0";                                                                        //信息发送缓存
            
    memset(message_data,'\0',256);

    if(flag_baojing_xinxi == 1)
    {
        sprintf(display_buf,"%02d:%02d:%02d",calendar.hour,calendar.min,calendar.sec);
        strcat(message_data,display_buf);
        strcat(message_data,"\xe8\xbd\xa6\xe5\xba\x93\xe9\x97\xa8\xe8\xa2\xab\xe6\x92\xac\xe5\x8a\xa8");
    }
    else
    {
    strcat(message_data,"\0");
    }
    
    sprintf(send_data,"{\"method\":\"thing/event/property/post\",\"id\":\"203302322\",\"params\":{\"light_value\":%d,\"light_min\":%d,\"flag_dianji_mode\":%d,\"flag_baojing_xinxi\":%d,\"message_data\":'%s',\"time_num\":%d},\"version\":\"1.0.0\"}",
                    light_value,light_min,(_Bool)flag_dianji_mode,(_Bool)flag_baojing_xinxi,message_data,time_num);

    Aliyun_Publish(topics_post, send_data);  //添加数据,发布给服务器    
}

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