【正文】 ？ 等待 處理顯示 發(fā)送命令 ？ 寫串口數(shù)據(jù) 關(guān)閉串口 初始化串口 是 否 是 否 否 是 是 否 否 是 圖 21 上位機(jī)工作流程圖 21 （ 1）登陸系統(tǒng)：利用輸入控件，比較控件與顯示對話框控件來實(shí)現(xiàn)用戶輸入的用戶名和密碼的驗(yàn)證，若輸入錯誤則不可以獲取家居信息并進(jìn)行控制，并在屏幕上顯示；若正確則可以 獲取家居信息并進(jìn)行控制；點(diǎn)擊“退出”按鈕則退出智能家居控制系統(tǒng)，程序圖如 圖 22所示。這些數(shù)據(jù)需要和發(fā)送數(shù)據(jù)的硬件設(shè)置保持一致。 圖 23 初始化串口和彈出式對話框 22 圖 24 判斷是否收到數(shù)據(jù)程序圖 (3)接收數(shù)據(jù)：判斷串口緩沖區(qū)數(shù)據(jù)是否為零，若不為零則表示接收到數(shù)據(jù)。 圖 25 數(shù)據(jù)處理 (4)數(shù)據(jù)處理：對串口緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，分析，得到各個傳感器的數(shù)據(jù)，然 后進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，顯示到前面板上；若數(shù)值超過報警值則顯示報警信息。 (5)串口關(guān)閉：數(shù)據(jù)處理完成，關(guān)閉串口，減少資源的占用； (6)控制系統(tǒng)：點(diǎn)擊布爾型控件按鈕，寫入指定數(shù)據(jù)到串口緩沖區(qū)，串口發(fā)送數(shù)據(jù)； 程序圖如 圖 26所示。同時，該軟件還內(nèi)置了多種前面板修飾工具，我們可以很方便的在前面板上設(shè)置背景，放置字體。 如 圖 27所示。 圖 28 軟件完成界面 WEB 發(fā)布設(shè)置 Labview 中已經(jīng)集成了一個連接好的 web 服務(wù)器，利用這個功能，我們可以快速的時已經(jīng)完成的項(xiàng)目鏈接到互聯(lián)網(wǎng)上。利用Labview 發(fā)布 web 服務(wù)需要以下幾個步驟： （１）單擊工具 — web 發(fā)布工具，打開相關(guān)設(shè)置的對話框； 24 （２）選擇已經(jīng)編寫好的 VI 項(xiàng)目，設(shè)置 web查看方式，單擊“下一步”； （３）輸入網(wǎng)頁標(biāo)題，單擊“完成”，軟件將生成一個用于內(nèi)網(wǎng)的網(wǎng)址； 這樣，我們就可以通過 web 方式來控制這個系統(tǒng)了。該軟件支持意法半導(dǎo)體公司的所有基于 ARM 的 32 位處理器。 圖 29 STM32CubeMX的四部分配置 GPIO 功能的配置 :單擊相應(yīng)的芯片的管腳，在彈出的下拉菜單里選擇對應(yīng)的模式，如 圖 30所示。 系統(tǒng)配置：配置芯片的各種硬件功能如 IIC、 SPI、 TIM 等功能是否開啟；配置系統(tǒng)中斷及硬件功能寄存器相關(guān)參數(shù)； 電源設(shè)置：配置單片機(jī)的電源模式；選擇單片機(jī)外置電源的類型；設(shè)置單片機(jī)在不同模式下時鐘的頻率、喚醒方式。要注意的一點(diǎn)是，生成的工程文件所依賴的 25 庫文件是意法半導(dǎo)體公司提供的 HAL(硬件抽象層 )庫，該庫文件與以往的標(biāo)準(zhǔn)庫文件有較大不同，而且意法半導(dǎo)體公司也已經(jīng)停止了標(biāo)準(zhǔn)庫的更新。 MDKARM是國內(nèi)開發(fā) ARM 芯片的主流軟件，而 IAR FOR ARM是瑞典的一家公司開發(fā)，被國外的廣大工程師廣泛使用。 MDK 可以編譯、軟硬件仿真工程，支持眾多的 ARM器件。初始化工作完成以后，微控制器便據(jù)主程序去驅(qū)動外設(shè)進(jìn)行工作。 IIC協(xié)議的通訊過程為主機(jī)先發(fā)送啟動 26 信號， 然 后緊跟著發(fā)送地址信號 +讀寫控制位信號， 然后從機(jī)應(yīng)答，主機(jī)和從機(jī)開始進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。 BH1750 程序設(shè)計流程圖如 圖 32所示 ： DHT11 溫度濕度傳感器程序設(shè)計 DHT11 通過單總線協(xié)議與單片機(jī)進(jìn)行通訊，單總線協(xié)議只需要一根數(shù)據(jù)線便可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。數(shù)據(jù)傳輸時，主機(jī)要發(fā)送 “ 1” 時，主機(jī)拉低總線并延時 2us 釋放 ，在延時 60us；主機(jī)要發(fā)送 “ 0”時，主機(jī)輸出低電平延時 60us 釋放總線，延時 2us。 ；然后延時 50us，準(zhǔn)備下一次的讀取。 NRF24L01 無線發(fā)射模塊程序設(shè)計 NRF24L01 是一款工作于 頻段下的無線收發(fā)芯片，該芯片通過 SPI協(xié)議與單片機(jī)進(jìn)行通訊。 SPI 通訊中SCK 信號線用于傳輸時鐘信號， MOSI 信號線是主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，從機(jī)接收數(shù)據(jù)； MISO信號線是主機(jī)接收數(shù)據(jù)從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。與本設(shè)計相關(guān)的該芯片 開始 BH1750 上電 BH1750 復(fù)位 設(shè)置工作模式 讀取數(shù)值 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 結(jié)束 圖 32 光強(qiáng)檢測流程圖 27 的主要指令 和寄存器如下： 指令 1： 000AAAAA:讀取 AAAAA 寄存器的值； 指令 2： 001AAAAA:對 AAAAA 寄存器進(jìn)行寫操作； 指令 3： 01100001：讀取接收道德有效數(shù)據(jù) ； 指令 4： 10100000：寫要發(fā)射的數(shù)據(jù)； 指令 5： 11100001：清除發(fā)射緩沖寄存器數(shù)據(jù)； 開始 單片機(jī)發(fā)送起始信號 DHT11 應(yīng)答 DHT11 輸出數(shù)據(jù) 單片機(jī)讀取數(shù)據(jù) 達(dá)到 5 字節(jié) 單片機(jī)校驗(yàn)并處理數(shù)據(jù) 結(jié)束 是 否 圖 33 溫濕度采集流程圖 28 指令 6： 11100010：清除接受緩沖寄存器數(shù)據(jù)； 指令 7： 11111111:空操作，用于讀取狀態(tài)寄存器； 寄存器 CONFIG:地址 0x00,用于配置該芯片的工作模式； 寄存器 EN_RXADDR:地址 0x02，用于開關(guān)接收數(shù)據(jù)通道； 寄存器 RF_CH，地址 0x05，用于設(shè)置芯片的工作頻率； 寄存器 STATUS： 地址 0x07，用于讀取和控制模塊狀態(tài)； 該模塊初始化時設(shè)置基本參數(shù)，包括功率、信道、自動應(yīng)答、重發(fā)次數(shù)、數(shù)據(jù)發(fā)射速率、接收通道地址、發(fā)射通道地址等，然后設(shè)置芯片工作模式為接收模式。 無線信息傳輸流程圖 如 圖 34所示。 ILI9326 控制器的顯存大小為 320*240*18/8，即該控制器驅(qū)動的 TFT 像素為 240*320，每個像素的顏色用十八位表示，紅色 R占 8位，綠色 G占 8位，藍(lán)色 B 占 8 位，也就是十八位模式。 ILI9325 的操作時序與 SRAM 的操作時序十分類似，所以本設(shè)計使用 STM32 的 FMSC 來驅(qū)動 TFTLCD?？刂?FMSC 工作的參數(shù)和步驟較多，下面只介紹本設(shè)計重點(diǎn)使用的內(nèi)容。 本設(shè)計把 TFT 的 RS 信號線接 FMSC 的 A10,當(dāng) FMSC 寫不同的地址控制 A10的電平的高低，對于 TFT 來說就是不同的讀、寫命令。本設(shè)計中將 FMSC 初始化為配置存儲器類型為 SRAM、用存儲塊 1區(qū) 4號、 16 位數(shù)據(jù)寬度、寫使能、 讀寫不同時序使能等。單片機(jī)通過調(diào)用各種驅(qū)動函數(shù)來使 TFT 顯示不同的顏色、字符。本次搭建了一個上位機(jī)、 WEB 平臺手持設(shè)備的測試平臺， 包含一臺電腦、一個仿真器、一塊面包板、以及前面設(shè)計制作好的硬件。 手持設(shè)備信息顯示測試 硬件系統(tǒng)上電，人為的改變周圍的環(huán)境，觀察 TFT顯示的各種信息是否與實(shí)際環(huán)境一致。然后改變 環(huán)境溫度到 23℃ ，濕度 34%，光照強(qiáng)度 60拉克絲， TFT顯示的信息如右圖所示，與環(huán)境改編后的信息一致，說明傳感器工作在正常狀態(tài)，系統(tǒng)工作正常。當(dāng)用戶輸入錯誤的口令時，不能登陸系統(tǒng)并彈出錯誤提示，如 圖 36所示。 圖 37為上位機(jī)用戶登錄成功時，在溫度 24℃ ，濕度 35%時運(yùn)行的界面。安裝完 VISA 驅(qū)動后打開本軟件，點(diǎn)擊登陸，輸入用戶名和密碼校驗(yàn)無誤后進(jìn)入系統(tǒng) ，開始對硬件進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)上位機(jī)發(fā)送控制命令后，系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)有相應(yīng)的改變。發(fā)送控制命令后，硬件狀態(tài)出現(xiàn)相應(yīng)改變。 32 圖 38 WEB控制端 33 結(jié)束語 經(jīng)過這一階段的努力，本次的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。本人覺得，做設(shè)計的過程，同時也是一個學(xué)習(xí)的過程。 本次基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計的主要功能都已實(shí)現(xiàn)， 由于實(shí)驗(yàn)環(huán)境限制以及時間等因素，在實(shí)際上并未完全實(shí)現(xiàn) 。 34 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計是在指導(dǎo)老師的幫助下完成的。 在老師的要嚴(yán)格要求與合理的時間安排下， 同時在各位同學(xué)的積極幫助下， 使本次畢業(yè)設(shè)計 克服種種困難，解決很多技術(shù)上的問題 。 同學(xué)在自身設(shè)計任務(wù)繁忙的情況下，積極利用自身專場幫助我解決畢業(yè)設(shè)計中的相關(guān)問題，再此對幫助我的同學(xué)們衷心的致謝。再次感謝大家！ 35 參考文獻(xiàn) [1]馮凱 .董世華，智能家居的由來及其發(fā)展趨勢 [J1]，中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2021 [2]黃智偉 , 王兵 , 朱衛(wèi)華 . ARM 微控制器應(yīng)用設(shè)計與實(shí)踐 [M]. 北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 , 2021. 12 [3]王佳 . 基于 STM32 的智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā) [D]. 長安大學(xué) :王佳 , 2021. 3145 阮奇楨 . 我和 LabVIEW[M]. 北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 , 2021. [4]康華光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 5. 北京 :高等教育出版社 , 2021. [5]邱關(guān)源，羅先覺 . 電路 [M].北京：高等教育出版社， 2021. [6]徐光憲 , 趙常松 . ARM 嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用教程 [M]. 北京 :航空航天大學(xué)出版社 , 2021. [7]劉平 . 深入淺出玩轉(zhuǎn) 51 單片機(jī) [M]. 北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 , 2021. 36 附錄 附錄 1 智能家居控制系統(tǒng)原理圖： 37 38 39 40 附錄 2 智能家居控制系統(tǒng) PCB圖： 21212121212 1212121212121212121212 1122 121211 2121212212223242526272829303132333435363738394020191817161514131211109876543211 23 4876554321432121 3412341212