基于STM32和ESP8266的低成本物联网控制盒子

汤权

基于STM32和ESP8266的低成本物联网控制盒子 [复制链接]

 

        我之前发过一个帖子：https://bbs.eeworld.com.cn/thread-496527-1-1.html，这是关于搭建一个简单的智能家居系统。现在我把这个小智能家居系统给做了个小盒子出来了，目的是弄一个方便控制家庭常规电器的系统，可以实现手机联网状态下控制家里的电灯、电热水器、电风扇、大门、空调等等。
        整个系统的硬件构成是：主控STM32F103C8T6、wifi模块ESP8266、温湿度传感器SHT20、光强传感器、红外发射管、存储器AT24C02、蜂鸣器，以及一些洞洞板、杜邦线和一个塑料盒子。
        软件部分的话服务器使用的是CentOS，花钱买的服务器，一块钱一天，没办法，有钱就是任性！在服务器主机上用C语言写的一个简单的程序，设计支持100个账户同时登陆使用，没用数据库，用文件存储用户名和账号的，也没有其他数据，基本上这个服务器的作用就是进行数据透传任务。然后使用设计了安卓手机客户端软件，我不太会安卓程序设计，所以弄得比较粗超，界面也不绚丽，不过能凑合用，。        系统完成之后可以实现手机端对控制盒子进行控制，包括控制继电器以及读取终端传感器的数据。总体来说使用起来还是比较方便的，不过有的时候有一点延时存在，因为中间经过了一个远程的服务器，寄放在深圳好像是，网络可能会塞住。

        废话不多说了，看图吧还是。其实我给这个拍了一个视频，但是很气人的是我的手机上上个星期在公交车上被偷了，视频也没了，气死我了，我一直没买手机，就没有再拍视频了，所以。。。。。。

图1 设计构想

        我的设计构想是很好的，一个主控节点连接多个从节点，这种方案类似什么Zigbee，其实我也没弄过ZigBee，猜测是差不多原理的。所有从节点通过433MHz的无线模块发送数据给主节点，整个系统只有主节点能够连入互联网，这样就可以使用分布式节点的方式采集各个角落的信息，而且使用的SI4432无线模块的传输距离还是很不错的，卖家说能穿2000米，用的是棒状天线。

                 

图2 设计原型

一开始使用我的带屏幕的开发板实验开发的，接了几个传感器实验实验，等时机成熟之后再转到实物上去的，我不会工业设计只好买了个壳给装了起来，还挺可爱。壳上顶了一个继电器模块，控制家电用的，我把我的电风扇、台灯都接上去了，可以使用，的用热熔胶封好了，电到了就不好了。

图3 实物正视图

图4 实物俯视图

图5 开肚图

        开肚之后大家会看见其实没什么玩意里面，就两块板子加点线什么的，做工很粗糙。手工DIY嘛，无所谓啦，能用就行了。有机会能做成工业产品那样的是最好了，呲呲。

图6 服务器运行截图

        

图7 手机软件启动解锁界面

图8 手机登录界面

图9 手机运行主界面

图10 终端软件设计流程图

  终端盒子的程序设计是在RTOS基础上进行的，就4个线程吧，其实程序很简单，主要我觉得是与ESP8266模块的通信部分比较搞死人。

图11 服务器软件设计流程图

图12 安卓客户端软件设计流程图

        其他传感器的程序坛友们都会，我只想把我的ESP8266控制程序弄出来，因为我弄这个弄了不少时间，希望能够给想用ESP8266的朋友参考参考，写的不好见谅啊。

1. RESULT AT_WaitResponse(u16 timeout)
   
2. {
   
3.         u8 c;
   
4.         u16 pt = 0;
   
5.         
   
6. //         ÏèμèêÕμ½μúò»¸ö×Ö½ú￡¬μèμúò»¸ö×Ö½ú2»é趨3¬ê±ê±¼ä￡¬
   
7. //         μ±êÕμ½μúò»¸ö×Ö½úÖ®oóoóÃæμÄ×Ö½úÔùé趨3¬ê±»úÖÆ
   
8. 
   
9.         //μè′yêÕμ½Ö¸áî»ØÏÔêy¾Y
   
10.         while(1)
    
11.         {
    
12.                 c = UartGetByte(USART2);
    
13.                 if(c == '\r' || c == '\n')
    
14.                 {
    
15.                         ResultStr[pt++] = '\r';
    
16.                         ResultStr[pt++] = '\n';
    
17.                         ResultStr[pt] = '\0';
    
18.                         printf("%s",ResultStr);        //′òó¡Ö¸áî»ØÏÔ
    
19.                         break;
    
20.                 }
    
21.                 ResultStr[pt++] = c;
    
22.         }
    
23.         pt = 0;        //
    
24. //         ResultStr[pt++] = UartGetByte(USART2);        //μè′y»ñè¡μúò»¸ö»Øó|×Ö·û′®
    
25.         //»ñè¡esp8266μÄ»Øó|×Ö·û′®
    
26.         while(1)
    
27.         {
    
28.                 if(UartGetByte2(USART2,(u32)timeout*1000,&c))
    
29.                 {
    
30.                         ResultStr[pt++] = c;
    
31. //                         UartSendByte(USART1,c);
    
32.                 }
    
33.                 else
    
34.                         break;
    
35.         }
    
36.         
    
37.         ResultStr[pt] = '\0';        //ìí¼óò»¸ö½áêø·û
    
38.         printf("%s",ResultStr);        //′òó¡
    
39.         
    
40.         //2éÕò·μ»ØμÄ×Ö·û′®ÖDóDûóDERROR»òÕßOKμ￥′ê
    
41.         if(strstr((const char*)ResultStr,"OK"))
    
42.         {
    
43. //                 printf("OK");
    
44.                 return AT_OK;
    
45.         }
    
46.         else if(strstr((const char*)ResultStr,"ERROR"))
    
47.         {
    
48. //                 printf("ERROR");
    
49.                 return AT_ERROR;
    
50.         }
    
51.         return AT_ERROR;
    
52. }
    
53. 
    
54. //μè′yêÕμ½str×Ö·û′®Ôò·μ»Ø
    
55. void AT_WaitResponse2(char *str)
    
56. {
    
57.         u8 c,i = 0,len = strlen(str),data;
    
58.         QueueFlush(&Esp8266Queue);        //ÏèÇå¿Õ¶óáD»o3åÇø
    
59.         //μè′yêÕμ½Ö¸áî»ØÏÔêy¾Y
    
60.         while(UartGetByte3(USART1,&c) == 0)
    
61.         {
    
62.                 while(QueueGet(&Esp8266Queue,&data))
    
63.                 {
    
64.                         UartSendByte(USART1,data);
    
65.                         if(data == str[i])
    
66.                         {
    
67.                                 i++;
    
68.                                 if(i == len)
    
69.                                 {
    
70. //                                         printf("\r\nfind %s,breakout\r\n",str);
    
71.                                         printf("\r\n");
    
72.                                         return;
    
73.                                 }
    
74.                         }
    
75.                         else
    
76.                                 i = 0;
    
77.                 }
    
78.                 OS_Sleep(10);
    
79.         }
    
80. }
    
81. 
    
82. //str1±íê¾Õyè·,str2±íê¾′íÎó,oˉêyóμóD·μ»ØÖμ
    
83. RESULT AT_WaitResponse3(char *str1,char *str2)
    
84. {
    
85.         u8 c,cnt1 = 0,cnt2 = 0,len1 = strlen(str1),len2 = strlen(str2),data;
    
86.         //μè′yêÕμ½Ö¸áî»ØÏÔêy¾Y
    
87.         while(UartGetByte3(USART1,&c) == 0)
    
88.         {
    
89.                 while(QueueGet(&Esp8266Queue,&data))
    
90.                 {
    
91.                         UartSendByte(USART1,data);
    
92.                         if(data == str1[cnt1])
    
93.                         {
    
94.                                 cnt1++;
    
95.                                 if(cnt1 == len1)
    
96.                                 {
    
97. //                                         printf("\r\nfind %s,breakout\r\n",str1);
    
98.                                         printf("\r\n");
    
99.                                         return AT_OK;
    
100.                                 }
     
101.                         }
     
102.                         else
     
103.                                 cnt1 = 0;
     
104.                         
     
105.                         if(data == str2[cnt2])
     
106.                         {
     
107.                                 cnt2++;
     
108.                                 if(cnt2 == len2)
     
109.                                 {
     
110. //                                         printf("\r\nfind %s,breakout\r\n",str2);
     
111.                                         printf("\r\n");
     
112.                                         return AT_ERROR;
     
113.                                 }
     
114.                         }
     
115.                         else
     
116.                                 cnt2 = 0;
     
117.                 }
     
118.                 OS_Sleep(10);
     
119.         }
     
120.         return AT_ERROR;
     
121. }
     
122. 
     
123. RESULT AT_Reset(void)
     
124. {
     
125.         printf("reset esp8266\r\n");
     
126.         //rstòy½ÅμÄéÏéyÑضÔesp8266½øDD¸′λ2ù×÷
     
127.         ESP8266_RST = 0;
     
128.         delay_ms(10);
     
129.         ESP8266_RST = 1;
     
130.         delay_ms(10);
     
131.         
     
132.         AT_WaitResponse2("ready");
     
133.         printf("reset done\r\n");
     
134.         return AT_OK;
     
135. }
     
136. 
     
137. RESULT AT_Test(void)
     
138. {
     
139.         printf("test esp8266\r\n");
     
140.         sprintf((char*)Usart2Buf,"AT\r\n");
     
141.         UartSendStr(USART2,Usart2Buf);
     
142.         AT_WaitResponse2("OK");
     
143.         return AT_OK;
     
144. }
     
145. 
     
146. RESULT AT_Version(void)
     
147. {
     
148.         printf("esp8266 version\r\n");
     
149.         sprintf((char*)Usart2Buf,"AT+GMR\r\n");
     
150.         UartSendStr(USART2,Usart2Buf);
     
151.         AT_WaitResponse2("OK");
     
152.         return AT_OK;
     
153. }
     
154. 
     
155. RESULT AT_STA_AP(CWMODE mode)
     
156. {
     
157.         printf("esp8266 working mode\r\n");
     
158.         sprintf((char*)Usart2Buf,"AT+CWMODE=%d\r\n",mode);
     
159.         UartSendStr(USART2,Usart2Buf);
     
160.         AT_WaitResponse2("OK");
     
161.         return AT_OK;
     
162. }
     
163. 
     
164. RESULT AT_ListAP(void)
     
165. {
     
166.         printf("list avalible AP\r\n");
     
167.         sprintf((char*)Usart2Buf,"AT+CWLAP\r\n");
     
168.         UartSendStr(USART2,Usart2Buf);
     
169.         AT_WaitResponse2("OK");
     
170.         return AT_OK;
     
171. }
     
172. 
     
173. RESULT AT_JoinAP(char *ssid,char *passwd)
     
174. {
     
175.         printf("connect to ssid:%s with passwd:%s\r\n",ssid,passwd);
     
176.         sprintf((char*)Usart2Buf,"AT+CWJAP="%s","%s"\r\n",ssid,passwd);
     
177.         UartSendStr(USART2,Usart2Buf);
     
178. //         AT_WaitResponse3("OK","ERROR");
     
179.         return AT_WaitResponse3("OK","FAIL");
     
180. }
     
181. 
     
182. RESULT AT_QuitAP(void)
     
183. {
     
184.         printf("disconnect from AP\r\n");
     
185.         sprintf((char*)Usart2Buf,"AT+CWQAP\r\n");
     
186.         UartSendStr(USART2,Usart2Buf);
     
187.         AT_WaitResponse2("OK");
     
188.         return AT_OK;
     
189. }
     
190. 
     
191. RESULT AT_IP(void)
     
192. {
     
193.         printf("IP address\r\n");
     
194.         sprintf((char*)Usart2Buf,"AT+CIFSR\r\n");
     
195.         UartSendStr(USART2,Usart2Buf);
     
196.         AT_WaitResponse2("OK");
     
197.         return AT_OK;
     
198. }
     
199. 
     
200. //establish TCP connection
     
201. RESULT AT_EstTCPCon(char *addr,u16 port)
     
202. {
     
203.         printf("establish TCP connection\r\n");
     
204.         sprintf((char*)Usart2Buf,"AT+CIPSTART="TCP","%s",%d\r\n",addr,port);
     
205.         UartSendStr(USART2,Usart2Buf);
     
206.         //óDμÄÄ￡¿éμÄ»Øó|êÇLinkedóDμÄêÇCONNECTED¼óOK￡¬oüéËÄÔ¾-°¡
     
207. //         AT_WaitResponse2("OK");
     
208. //         AT_WaitResponse2("Linked");
     
209.         return AT_WaitResponse3("Linked","Unlink");;
     
210. }
     
211. 
     
212. //·Çí¸′«Ä￡ê½Ï·￠Ëílen¸ö×Ö½úμÄêy¾Y
     
213. RESULT AT_SendData(u8 *data,u8 len)
     
214. {
     
215.         int i;
     
216.         printf("send data\r\n");
     
217.         sprintf((char*)Usart2Buf,"AT+CIPSEND=%d\r\n",len);
     
218.         UartSendStr(USART2,Usart2Buf);
     
219.         AT_WaitResponse2("OK");
     
220.         for(i=0;i<len;i++)
     
221.                 UartSendByte(USART2,data[i]);
     
222.         AT_WaitResponse2("SEND OK");//μèμ½êÕμ½»Øó|
     
223.         return AT_OK;
     
224. }
     
225. 
     
226. //Transparent transmission
     
227. RESULT AT_DirectTrans(u8 sw)
     
228. {
     
229.         printf("transparent transmission\r\n");
     
230.         if(sw == On)
     
231.         {
     
232.                 sprintf((char*)Usart2Buf,"AT+CIPMODE=1\r\n");
     
233.                  UartSendStr(USART2,Usart2Buf);
     
234.                 AT_WaitResponse2("OK");
     
235. 
     
236.                 UartSendStr(USART2,"AT+CIPSEND\r\n");
     
237.                 AT_WaitResponse2(">");
     
238.                 return AT_OK;
     
239.         }
     
240.         else
     
241.         {
     
242.                  UartSendStr(USART2,"+++");
     
243.                 return AT_OK;
     
244.         }
     
245. }
     

复制代码

也不知道怎么回事代码格式怎么那么差劲，而且中文还是乱码，这个是MDK的问题。安卓的代码也发上来，有兴趣的朋友可以看看，写的很将就，不是很规范，见谅啊。

啊，附件大于15M上传不了，上传到资源中心了，正在审核中，没法发链接，。

附件链接：https://download.eeworld.com.cn/detail/%E6%B1%A4%E6%9D%83/563026。不知道为什么要一个芯币，估计上传的时候没改，抱歉啦。

THS3201

学习一个

littleshrimp

汤大大威武

这个防水盒我也用过

yu12321

哈哈，手机界面做得好可爱，解锁界面很好看

wajuka

厉害了   格式乱码，在MDK的设置里面改下General Editor Settings 下的 Encoding 就不会中文注释乱码了

yayasoso

不错，我也弄过类似的东西，不过试用的移动的onenet平台。当时还加了PM2.5的数据，后来懒病犯了，就再没动过

johnrey

全部走的是TCP连接吗？然后控制指令和传感器数据通过服务器直接中转了？

dontium

这篇文章不错，

汤权

wajuka 发表于 2016-11-29 21:49
厉害了   格式乱码，在MDK的设置里面改下General Editor Settings 下的 Encoding 就不会中文注释 ...

是么是么？天哪  我都不知道，非常感谢非常感谢，这个乱码问题烦我很久了。

汤权

littleshrimp 发表于 2016-11-29 21:19
汤大大威武

这个防水盒我也用过

哈哈，我还不是大大啊，虾哥才是大大啊。这个防水壳才两三块钱，质量真心不错，我用电烙铁在上面打眼的，因为没电转，呲呲

汤权

yayasoso 发表于 2016-11-29 21:56
不错，我也弄过类似的东西，不过试用的移动的onenet平台。当时还加了PM2.5的数据，后来 ...

咦，其实我也有弄OneNet的，申请了OneNet的开发板还，平台很不错的。

汤权

johnrey 发表于 2016-11-29 22:03
全部走的是TCP连接吗？然后控制指令和传感器数据通过服务器直接中转了？

嗯，是的，还没来得及加心跳包，不过试了下ESP8266也不会从服务器断开，就懒了没加了。

汤权

dontium 发表于 2016-11-29 22:09
这篇文章不错，

谢版主夸奖

okhxyyo

已经上传的资源我已经都审核完了哦

okhxyyo

楼主快更新下附件链接把

汤权

okhxyyo 发表于 2016-11-30 10:10
楼主快更新下附件链接把

好的，thankyou

okhxyyo

上传时默认的是1积分哦。扣的是积分不是芯币哦。你可以自己调整售价。如果你想要更改售价可以联系我进行更改。

汤权

okhxyyo 发表于 2016-11-30 11:34
上传时默认的是1积分哦。扣的是积分不是芯币哦。你可以自己调整售价。如果你想要更改售价可以联系我进行更 ...

喔喔，帮我把这个改成0积分下载吧，不想弄什么下载屏障。thankyou

okhxyyo

汤权 发表于 2016-11-30 11:40
喔喔，帮我把这个改成0积分下载吧，不想弄什么下载屏障。thankyou

已经调整好了

DavidZH

先赞一个吧，暂时没有看懂