許家欽　湯鵬　陳鑌

摘要：本系統(tǒng)使用STM32vet6作為主控芯片，具有低功耗、處理速度快、接口豐富的特點，特別適合物聯(lián)網(wǎng)設備。系統(tǒng)整體采用模塊化設計，可拓展性好，用戶可根據(jù)需要定制相應功能模塊，主要功能有彩屏顯示器、觸摸屏、WIFI物聯(lián)網(wǎng)以及集成運算，但為了更好配合用戶原有的家用電器設備，集成繼電器模塊，以弱電控制強電的方法來協(xié)調(diào)用戶原先的家電設備，在不會影響原電器運行的同時，達到控制運行的效果。

關鍵詞：STM32；TFT彩屏顯示；觸摸屏；WIFI物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）31-0201-02

1 概述

隨著社會的不斷進步和科學技術(shù)、經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平得到很大的提高，人們私有財產(chǎn)也不斷地增多，因而也對智能家居提出了新的要求[1]。自動控制概念不斷被推廣，智能化信息化勢在必行[2]。本設計的意圖在大眾可以適應的生活方式下提供一個更加方便的控制平臺，平臺的非固定性可以讓人們自己選擇所需要的功能，主體的中央控制器可以協(xié)調(diào)其他日常用慣的生活電器。在生活節(jié)奏不斷加快的今天，人們需要更加方便，更加省事的智能家具來適應新的節(jié)奏[3]。目前市場上的智能家居屏幕繁多，各家公司接連推出各種智能家居設備，之前收到過幾家嵌入式公司的邀請銷售智能家居，對于幾家的產(chǎn)品考察下來，主要集中于幾個智能項，包括攝像頭圖傳、感光窗簾、外來人提示等幾個智能項目，就這幾個功能做了一些調(diào)查，大多數(shù)的人反應主要是感覺不實用或者說需求性不大，而且大多數(shù)人第一感覺智能家居這個名詞聽起來就是一個相當高端價格相當貴的印象，我們需要一個讓常人容易接受的介紹[4]。

2 設備的總體構(gòu)成

（1） 以單片機STM32vet6為主控系統(tǒng)。

（2） 此次設計具有顯示家庭電器運作情況，并可以在任何對接設備端進行查看和控制的功能。

（3） 數(shù)據(jù)可以通過WiFi與移動端進行聯(lián)系。

（4） 控制開關可以無限拓展，本作品的模型以6個房間，每個房間3個供電端為模型，共18個可控端。

（5） 通過觸摸屏可以進行查看與控制用電。

（6） 具備WiFi聯(lián)系功能。

初始化先將所有繼電器接上常開端，繼電器常閉端連接的是正常的家用開關，所以說正常使用時家庭開關都處于閉合狀態(tài)，這樣是防止在運行故障等待維修時也能使用正常的開關方式控制電器，WiFi連接上后將會把運行情況發(fā)送到移動端，然后單片機會判斷觸摸屏的觸摸情況以及WiFi接收到的信息情況，將這些信息用于控制電器的運作，并將最新的運作信息顯示在彩屏上以及向移動端發(fā)送以方便人們隨時可以方便查看和控制。

3 系統(tǒng)硬件的選擇

控制方式使用觸摸屏與移動設備終端，操作的按鍵與功能都在屏幕上進行直觀顯示，控制使用多個控制頁面；顯示模塊根據(jù)現(xiàn)代人習慣使用智能手機觸摸屏的操作方式，直觀易懂，而且按鍵可以使用軟件控制數(shù)量，可拓展性高，所以綜合考慮使用帶觸摸屏的TFT彩屏顯示；供電模塊采用5V電源供電，使用7805或者其他更高效率的芯片來進行穩(wěn)壓；WiFi模塊控制主要使用USART，控制方法就是使用USART向WiFi芯片發(fā)送相應的AT指令，然后芯片就會同樣以USART的方式回一些信息到主控芯片，WiFi芯片在接收到指令后就會根據(jù)指令向網(wǎng)絡發(fā)送和接收信息，并將這些信息與主控芯片交互；作為連接器件的繼電器是協(xié)調(diào)各個器件的最好辦法，但單片機的電流很小以至于無法直接驅(qū)動繼電器，所以繼電器在三極管的放大作用下使繼電器開關打開，讓家庭用電導通驅(qū)動電器。

4 系統(tǒng)軟件設計

4.1 編程語言

編程語言作為計算機與人們的交流語言，其重要成語不言而喻。我們需要通過編程的設定，從而實現(xiàn)一些功能，讓計算機得以應用。交流得如何語言的掌握非常重要。C 語言作為一種方便、容易掌握的語言得到了廣泛的應用，是目前單片機編程中應用最多的語言之一[5]。匯編語言也是一種計算機程序設計語言，雖然它也能夠?qū)崿F(xiàn)各種功能，而且程序運行的時間也很短，但它在編寫程序方面卻很復雜，給人一種很繁瑣的感覺。所以對比根據(jù)需求，此次設計的編程語言C語言會比較適合。

4.2 主程序流程

流程較多我們將其拆分為初始化部分、頁面判斷部分、狀態(tài)0部分以及狀態(tài)非0部分。

程序一開始先進行初始化，所有初始化函數(shù)在各個驅(qū)動.c.h文件中，在程序的開始對所有外設進行初始化設置，并做出最初的控制行為，并把最初動作行為進行顯示，各個驅(qū)動在進行初始化后進入預備運行階段，初始化中包含了定時器、中斷、FSMC、USART、DMA、GPIO等外設。

4.3 主流程頁面選擇

主程序頁面選擇如圖1所示，在最初的給予的狀態(tài)0是房間選擇部分，而非0狀態(tài)則是進入了某一個房間，頁面將根據(jù)狀態(tài)顯示和控制房間電器狀態(tài)。

4.4 主程序控制設計

5 系統(tǒng)的調(diào)試

檢測電路前必須要在觀察下電路作品的完整性。確認無誤后，接上電源，初始所有繼電器斷開，選擇一個房間所有開關都是關閉狀態(tài)（開關呈現(xiàn)黑色），點擊虛擬開關，開關打開（開關呈現(xiàn)綠色）繼電器閉合LED點亮，再次點擊其他關閉開關，開關變?yōu)殚_啟，繼電器閉合點亮燈，退出到房間顯示界面選擇另外一個房間，觀察顯示開關狀態(tài)和實際繼電器一致，點擊關閉的開關，開關開啟，實際繼電器動作跟上，電腦上顯示相同的開關信息，點擊退出回到第一次的房間，情況和之前退出一致，點擊打開的開關，開關顯示關閉，繼電器斷開，電腦上顯示情況一致，電腦發(fā)送一個情況設置信息，顯示屏顯示跟上，繼電器動作跟上，電腦發(fā)送控制的頁面上點擊開關，可以控制開關和繼電器，電腦實時顯示。

6 總結(jié)

本設計使用STM32作為控制芯片，在TFT彩屏顯示及觸摸屏的控制下實現(xiàn)觸屏本地控制繼電器，從而控制家用電器的運作，并通過WiFi遠程控制電器，并且情況進行實時顯示和物聯(lián)網(wǎng)溝通。繼電器在不使用狀態(tài)下電器連在常閉端，在不能運作時也可以用傳統(tǒng)的開關方式控制電器，兼顧嵌入式化控制與傳統(tǒng)的硬開關控制。同時預留有USART、SPI、I2C、AD等接口以及普通IO口，方便其他功能的嵌入運行。該系統(tǒng)經(jīng)過長時間測試，運行穩(wěn)定可靠，使用簡便，具有很好的實用價值。

參考文獻：

[1] 許金波.移動電子商務產(chǎn)業(yè)應用模式的創(chuàng)新研究[J].中國商貿(mào)，2014（34）：79-80.

[2] 陳根.互聯(lián)網(wǎng)+智能家居[J].電子質(zhì)量，2015（4）.

[3] 藺淑蘋.無線睡床監(jiān)護儀的研制與開發(fā)[D].山東大學，碩博學位論文庫，2015.

[4] 王秀琳荊科科青宗康家林.基于STC89C52單片機的熒光舞設計[J].子技術(shù)， 2014（4）：61-63.

[5] 金波.移動電子商務產(chǎn)業(yè)應用模式的創(chuàng)新研究[J].中國商貿(mào)，2014（34）：79-80.