基于STM32设计的智能家居控制系统(华为云IOT)

使用华为HiLink控制智能家居设备 #生活技巧# #数码产品使用技巧# #智能家居控制策略#

文章目录 一、前言 1.1 项目介绍 【1】项目开发背景 【2】设计实现的功能 【3】项目硬件模块组成 【4】设计意义 【5】国内外研究现状 【6】摘要 1.2 设计思路 1.3 系统功能总结 1.4 开发工具的选择 【1】设备端开发 【2】上位机开发 1.5 参考文献 1.6 系统框架图 1.7 系统原理图 1.8 实物图 1.9 模块的技术详情介绍 【1】BC26-NBIOT模块 【2】MQTT协议 【3】继电器模块 【4】BH1750光强检测模块 【5】SHT30温湿度模块 【6】LD3320语音识别模块 【7】28BYJ4步进电机 1.10 总结 二、硬件选型 2.1 STM32开发板 2.2 USB下载线 2.3 NBIOT-BC26模块 2.4 继电器(买2个) 2.5 SHT30温湿度模块 2.6 PCB板（固定元器件的） 2.7 BH1750光敏传感器（需要焊接） 2.8 蜂鸣器模块 2.9 MQ2 烟雾传感器 2.10 火焰检测模块 2.11 电源扩展板(买2个) 2.12 母对母杜邦线 2.13 稳压模块 2.14 电源插头 2.15 步进电机 2.16 OLED显示屏 2.17 白色LED模块（买2个） 2.18 LD3320语音识别模块 三、部署华为云物联网平台 3.1 物联网平台介绍 3.2 开通物联网服务 3.3 创建产品 （1）创建产品 （2）填写产品信息 （3）产品创建成功 （4）添加自定义模型 【1】创建服务ID 【2】LED1 卧室灯 布尔类型 【3】LED2 客厅灯 布尔类型 【4】BH1750 环境光检测 浮点数 【5】SW1 风扇开关 布尔类型 【6】SW2 空调开关 布尔类型 【7】SW3 窗帘开关 布尔类型 【8】SW4 电视开关 布尔类型 【9】SHT30_T 环境温度 浮点数 【10】SHT30_H 环境湿度 浮点数 【11】MQ2 烟雾检测 浮点数 【12】BEEP 蜂鸣器 布尔类型 【13】FLAME 火焰监测 布尔类型 （5）创建完成 3.4 添加设备 （1）注册设备 （2）根据自己的设备填写 （3）保存设备信息 （4）设备创建完成 （5）设备详情 3.5 MQTT协议主题订阅与发布 （1）MQTT协议介绍 （2）华为云平台MQTT协议使用限制 （3）主题订阅格式 （4）主题发布格式 3.6 MQTT三元组 （1）MQTT服务器地址 （2）生成MQTT三元组 3.7 模拟设备登录测试 （1）填入登录信息 （2）打开网页查看 （3）MQTT登录测试参数总结 3.8 项目凭证 3.9 创建IAM账户 3.10 获取影子数据 3.11 修改设备属性 四、Qt开发入门与环境搭建 4.1 Qt是什么？ 4.2 Qt版本介绍 4.3 Qt开发环境安装 4.4 开发第一个QT程序 4.5 调试输出 4.6 QT Creator常用的快捷键 4.7 QT帮助文档 4.8 UI设计师使用 4.9 按钮控件组 4.10 布局控件组 4.11 基本布局控件 4.12 UI设计师的布局功能 五、上位机开发 5.1 Qt开发环境安装 5.2 新建上位机工程 5.3 切换编译器 5.4 编译测试功能 5.5 设计UI界面与工程配置 【1】打开UI文件 【2】开始设计界面 5.6 设计代码 【1】获取token 【2】获取影子数据 （1）获取当前时间并更新界面上的时间标签 （2）设置请求URL和初始化网络请求 （3）构造API请求URL （4）设置请求的头部信息 （5）设置请求URL并发送请求 （6）总结 【3】解析数据更新界面 （1）**解析JSON数据：** （2） **检查解析结果：** （3） **检查数据是否为对象：** （4） **解析`shadow`数组中的数据：** （5） **提取属性数据：** （6） **提取设备和传感器数据：** （7）**更新UI显示：** （8） **设置不同的显示样式：** （9）**火焰和蜂鸣器状态显示：** （10）**设备开关按钮状态：** （11）**时间和设备状态：** （12）**设备在线/离线状态判断：** （13）总结 5.5 编译Windows上位机 5.6 配置Android环境 【1】选择Android编译器 【2】创建Android配置文件 【3】配置Android图标与名称 【4】编译Android上位机 5.7 设备仿真调试 六、 BC26-NBIOT模块调试过程 6.1 模块调试接线 6.2 测试模块 6.3 上电初始化操作 七、LD3320语音识别模块-编程 7.1 模块实物 7.2 模块调试 7.3 打开工程 7.4 增加语音识别代码 7.5 程序下载 7.6 串口打印的值 八、STM32代码设计 8.1 硬件连线说明 8.2 硬件原理图 8.3 硬件组装过程 8.4 硬件实物图 8.5 KEIL工程截图 8.6 程序下载 8.7 程序正常运行效果 8.8 取模软件的使用 8.9 NBIOT模块与服务器通信 （1）组合数据 （2）检查NBIOT连接状态 （3）上传数据到云服务器 （5）判断上传结果 （6）总结 8.10 硬件初始化 （1）**释放PA15引脚** （2）**板载LED初始化** （3）**板载按键初始化** （4）**串口1初始化（用于打印信息）** （5）**环境光检测模块初始化（BH1750）** （6）**蜂鸣器初始化** （7）**环境温湿度传感器SHT30初始化** （8）**串口2初始化（连接NBIOT-BC26模块）** （9）**串口3初始化（连接LD3320语音识别模块）** （10）**ADC初始化（连接MQ2烟雾传感器）** （11）**步进电机初始化** （12）**硬件初始化（灯光、风扇、空调等）** （13）总结 8.11 NBIOT模块-初始化 （1）**OLED清屏与初始化显示** （2）**连接尝试计数器和模块复位** （3）**检测BC26模块是否正常** （4）**模块复位与初始化配置** （5）**MQTT协议初始化** （6）**订阅MQTT主题** （7）**设置连接成功标志** （8）总结 8.12 LCD界面显示 （1）**`OLED_Page_1`：显示环境温度和湿度** （2）**`OLED_Page_2`：显示烟雾浓度、环境光强、火焰监测和报警状态** （3）**`OLED_Page_3`：显示卧室灯、客厅灯、风扇、空调状态** （4）总结 8.14 数据采集与显示 【1】详细分析 **（1）轮询计时与指示灯** **（2）数据采集与处理** **（3）报警逻辑** **（4）数据组装与上传** **（5）OLED 显示更新** 【2】总结 8.15 按键代码 （1）**按键扫描与显示** （2）**显示屏翻页逻辑** （3）**卧室灯控制** （4）**客厅灯控制** （5）总结 8.16 上位机命令处理 **【1】主要功能** **【2】代码详解** **（1）接收和打印数据** **（2）解析控制命令** **（3）窗帘控制** **（4）请求响应** **（5）复位接收标志** 8.17 语音识别命令处理 **【1】功能概述** **【2】代码详解** **（1）接收与打印数据** **（2）控制命令解析与执行** 示例：卧室灯控制 其他设备控制逻辑 **（3）清理接收缓存** 九、使用STM32代码的流程以及注意事项 9.1 第1步 9.2 第2步 9.3 第3步 十、代码移植更改 【1】STM32代码 【2】Qt上位机代码 十一、完整STM32代码

一、前言

1.1 项目介绍

【1】项目开发背景

智能家居控制系统随着科技的不断发展，已经逐渐进入人们的日常生活，成为提升生活品质和便捷性的关键技术之一。近年来，物联网（IoT）技术的兴起，为智能家居系统的广泛应用提供了强大的技术支持。借助物联网技术，家庭中的各种电器可以通过网络实现远程控制、自动化管理和数据监控，极大地提高了居住者的舒适度、便捷性和安全性。

本项目设计一个基于STM32的智能家居控制系统，通过集成多种传感器与执行器，结合云计算与物联网技术，提供全面的家居自动化解决方案。系统不仅支持语音指令、手机APP和Windows电脑等多种方式进行远程控制，还能够实时监测室内环境的温湿度、光照强度以及烟雾浓度等关键参数，提升居住环境的安全性和舒适性。

随着环境污染和安全隐患的增加，智能家居系统的安全功能变得尤为重要。本项目特别设计了烟雾检测与火光检测功能，当检测到异常情况时，系统会及时报警并通过蜂鸣器和手机APP通知用户，以确保家庭成员的安全。通过集成的OLED显示屏，用户还可以实时查看环境数据和设备的工作状态，实现本地和远程的双重管理。

为了实现设备与云端的高效连接，本项目采用了华为云IOT平台，通过NBIOT模块将数据上传至云端&#

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