基于嵌入式的智能台灯系统

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了基于嵌入式的智能台灯系统。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

基于嵌入式的智能台灯系统

功能说明

通过微信小程序控制台灯的亮灭及亮度。采集温湿度传到微信小程序上,台灯可以显示实时北京时间。

功能展示

01智能台灯演示

Mqtt服务器

  • http://www.yoyolife.fun/iot:Mqtt服务器,我是在这里注册的,免费一个,之后每个2块钱每月。主要是结构简单,用起来容易。
  • 下位机即ESP32要选择mqtt地址:t.yoyolife.fun 端口:1883地址(里边有三个地址)
  • 微信小程序要选择mqtt:wss地址:t.yoyolife.fun/mqtt 端口:8084地址,不可选错
  • 两边的发布和订阅要对应起来,一个发布一个订阅,跟串口的Tx、Rx一样。服务器的主题可以随意定,意为服务器要监听哪个地址。
  • 设备ID即是用户名,密码即是密码。
  • 调试软件为mqttx,可自行下载https://mqttx.app/zh,调试下位机的时候可以连接上边提到的微信小程序8084那个端口,即服务器地址:wss://t.yoyolife.fun、端口:8084、Path:/mqtt、用户名即设备ID、密码即密码,然后订阅ESP32发布的那个地址,或者向ESP32订阅的那个地址发布信息。

硬件制作


采用的是ESP32+微信小程序+Mqtt协议。

硬件选型

  • ESP32开发板(VSCode+PlatformIO环境)
  • DHT11温湿度传感器
  • 两颗LED灯(模拟台灯)
  • 0.96寸OLED屏
  • 杜邦线若干

硬件连接

基于嵌入式的智能台灯系统,ESP32,微信小程序,项目,notepad++
如图所示,需要注意的是LED串联电阻1K到10K都可以,主要起限流作用。如果多个LED并联显示的话也可选择更小的。

硬件程序


程序采用VSCode+PlatformIO环境。安装以下库

  • ArduinoJson 库:解析Mqtt协议收发的json格式数据。
  • DHT sensor library库:用于DHT11采集温湿度数据。
  • NTPClient 库:获取网络NTP时间。
  • PubSubClient 库:Mqtt通讯协议。
  • U8g2 库:OLED显示库。
代码展示

以下展示部分重要代码,完整完成在文章末尾。

Mqtt连接

const char *ssid = "Hide_2805";                            // ESP32连接的WiFi账号
const char *password = "asdfghjkl";                        // WiFi密码
const char *mqttServer = "t.yoyolife.fun";                 // 要连接到的服务器IP
const int mqttPort = 1883;                                 // 要连接到的服务器端口号
const char *mqttUser = "75bdfb62a1c56065949702a3a6430e38"; // MQTT服务器账号
const char *mqttPassword = "123465";                       // MQTT服务器密码
const char *mqttsub = "/iot/4432/wsy";                     // MQTT订阅主题
const char *mqttpub = "/iot/4432/waa";                     // MQTT发送主题

WiFiClient espClient;                              // 定义wifiClient实例
PubSubClient client(espClient);                    // 定义PubSubClient的实例

DynamicJsonDocument Json(1024);                    // 定义Json实例

String Debug_Mqtt = "";
void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length)
{
    String Str = "";
    Serial.print("来自订阅的主题:"); // 串口打印:来自订阅的主题:
    Serial.println(topic);           // 串口打印订阅的主题
    Serial.print("信息:");          // 串口打印:信息:
    for (int i = 0; i < length; i++) // 使用循环打印接收到的信息
    {
        Serial.print((char)payload[i]);
        Str += (char)payload[i];
    }
    Serial.println();
    Serial.println("-----------------------");

    Debug_Mqtt = Str;
    deserializeJson(Json, Str);
    // Lamp_Duty = Json["target"].as<String>();
    Lamp_Duty = Json["value"].as<unsigned char>();
    if (Lamp_Duty > 100)
        Lamp_Duty = 100;
    Lamp_Num = Json["num"].as<bool>();
    Debug = Json["debug"].as<unsigned char>();
    
    Serial.print("value:"); // 串口打印:来自订阅的主题:
    Serial.println(Lamp_Duty);           // 串口打印订阅的主题
    Serial.print("num:"); // 串口打印:来自订阅的主题:
    Serial.println(Lamp_Num);           // 串口打印订阅的主题
}

void WiFi_Click(void)
{
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) // 若WiFi接入成功WiFi.status()会返回 WL_CONNECTED
    {
        Serial.println("连接wifi中"); // 串口输出:连接wifi中
        WiFi.begin(ssid, password);   // 接入WiFi函数(WiFi名称,密码)重新连接wif
        delay(2000);                  // 若尚未连接WiFi,则进行重连WiFi的循环
    }
    Serial.println("wifi连接成功");         // 连接wifi成功之后会跳出循环,串口并输出:wifi连接成功
    client.setServer(mqttServer, mqttPort); // MQTT服务器连接函数(服务器IP,端口号)
    client.setCallback(callback);           // 设定回调方式,当ESP32收到订阅消息时会调用此方法
    while (!client.connected())             // 是否连接上MQTT服务器
    {
        Serial.println("连接服务器中");                            // 串口打印:连接服务器中
        if (client.connect("ESP32Client", mqttUser, mqttPassword)) // 如果服务器连接成功
        {
            Serial.println("服务器连接成功"); // 串口打印:服务器连接成功
        }
        else
        {
            Serial.print("连接服务器失败"); // 串口打印:连接服务器失败
            Serial.print(client.state());   // 重新连接函数
            delay(2000);
        }
    }
    client.subscribe(mqttsub);                    // 连接MQTT服务器后订阅主题
    Serial.print("已订阅主题,等待主题消息...."); // 串口打印:已订阅主题,等待主题消息
    client.publish(mqttpub, "Hello from ESP32");  // 向服务器发送的信息(主题,内容)
}

void Pub_Mqtt(void)
{
    char payload[200];
    StaticJsonDocument<200> jsonDocument; // 声明一个Json格式变量
    jsonDocument["temperature"] = Temp;
    jsonDocument["humidity"] = Humi;
    serializeJson(jsonDocument, payload); // 将j
    Serial.println(payload);
    client.publish(mqttpub, payload);     // 向服务器发送的信息(主题,内容)son转换为字符串
}

初始化、主函数及时间片

void Time_Slice(void)
{
    if (F_Time_10ms)
    {
        F_Time_10ms = 0;
        Display();
    }
    if (F_Time_100ms)
    {
        F_Time_100ms = 0;
        Log_Print();
        Ctrl_Lamp();
    }
    if (F_Time_2s)
    {
        F_Time_2s = 0;
        DHT11_Get();
        Pub_Mqtt();
        TimeClient.update();
        Serial.println(TimeClient.getFormattedTime());
    }
}

void setup()
{
    pinMode(LED_Pin_Gnd, OUTPUT);
    digitalWrite(LED_Pin_Gnd, 0);
    U8g2_Init();
    u8g2.setCursor(0, 8);
    u8g2.print("U8g2 OK!");
    u8g2.sendBuffer();
    Serial.begin(115200); // 串口函数,波特率设置
    u8g2.setCursor(0, 8 + 12 * 1);
    u8g2.print("串口 OK!");
    u8g2.sendBuffer();
    WiFi_Click();
    u8g2.setCursor(0, 8 + 12 * 2);
    u8g2.print("WiFi OK!");
    u8g2.sendBuffer();
    Timer0_Init();
    PWM_Init();
    TimeClient.begin();
    TimeClient.setTimeOffset(28800); //+1地区偏移3600
    u8g2.setCursor(0, 8 + 12 * 3);
    u8g2.print("NTP OK!");
    u8g2.sendBuffer();
    DHT.begin();
    u8g2.setCursor(0, 8 + 12 * 4);
    u8g2.print("DHT11 OK!");
    u8g2.sendBuffer();

    delay(2000);
}

void loop()
{
    client.loop(); // 回旋接收函数  等待服务器返回的数据
    Time_Slice();
}

硬件修改代码作为己用

用户如需借用代码,只需修改关键部分即可,例如Mqtt的Key、发布订阅地址,WiFi的账号密码等。

初始化修改

#define LED_Pin 2		//系统LED灯 不用修改
#define DHT11_Pin 4		//DHT11连接的IO口 可修改
#define DHTTYPE DHT11	//DHT11	不用修改

#define Lamp_Pin1 12	//LED控制输出IO 可修改
#define Lamp_Pin2 13	//LED控制输出IO 可修改
#define LED_Pin_Gnd 14	//LED控制输出地 可修改

const char *ssid = "Hide_2805";                            // ESP32连接的WiFi账号
const char *password = "asdfghjkl";                        // WiFi密码
const char *mqttServer = "t.yoyolife.fun";                 // 要连接到的服务器IP
const int mqttPort = 1883;                                 // 要连接到的服务器端口号
const char *mqttUser = "75bdfb62a1c56065949702a3a6430e38"; // MQTT服务器账号
const char *mqttPassword = "123465";                       // MQTT服务器密码
const char *mqttsub = "/iot/4432/wsy";                     // MQTT订阅主题
const char *mqttpub = "/iot/4432/waa";                     // MQTT发送主题

callback函数中修改地方

    Lamp_Duty = Json["value"].as<unsigned char>();//接受的Json格式的键名称,跟你发送的对应起来,后边格式也要解析成相应格式
    if (Lamp_Duty > 100)		//这里可以做一些逻辑判断等
        Lamp_Duty = 100;
    Lamp_Num = Json["num"].as<bool>();
    Debug = Json["debug"].as<unsigned char>();

Pub_Mqtt函数中修改地方

jsonDocument["temperature"] = Temp;		//要发送的Json的键名称
jsonDocument["humidity"] = Humi;
serializeJson(jsonDocument, payload); 
Serial.println(payload);
client.publish(mqttpub, payload);     // 向服务器发送的信息(主题,内容)son转换为字符串

微信小程序制作


软件采用的是微信开发者工具,下载软件即可使用,无需复杂环境,成品直接发布就能使用,方便快捷。

软件程序

  • 引入Mqtt的js包。
  • 请求获取系统地址权限,请求天气API(高德),获取当地天气。
  • 请求Mqtt服务器,订阅相关地址。
  • 获取接受的数据,Json解析。
  • 按键像相关地址发布Json数据。

下边是具体代码。

天气数据

  getUserLocation: function () {
    let that = this;
    wx.getSetting({
      success: (res) => {
        console.log("天气", res);
        if (
          res.authSetting["scope.userLocation"] != undefined &&
          res.authSetting["scope.userLocation"] != true
        ) {
          wx.showModal({
            title: "请求授权当前位置",
            content: "需要获取您的地理位置,请确认授权",
            success: function (res) {
              if (res.cancel) {
                wx.showToast({
                  title: "拒绝授权",
                  icon: "none",
                  duration: 1000,
                });
              } else if (res.confirm) {
                wx.openSetting({
                  success: function (dataAu) {
                    if (dataAu.authSetting["scope.userLocation"] == true) {
                      wx.showToast({
                        title: "授权成功",
                        icon: "success",
                        duration: 1000,
                      });
                      //再次授权,调用wx.getLocation的API
                      that.getLocation();
                    } else {
                      wx.showToast({
                        title: "授权失败",
                        icon: "none",
                        duration: 1000,
                      });
                    }
                  },
                });
              }
            },
          });
        } else if (res.authSetting["scope.userLocation"] == undefined) {
          //调用wx.getLocation的API
          that.getLocation();
        } else {
          //res.authSetting['scope.userLocation'] == true
          //调用wx.getLocation的API
          that.getLocation();
        }
      },
    });
  },
  getLocation() {
    let that = this;
    wx.getLocation({
      type: "wgs84",
      success(res) {
        console.log("经纬度", res);
        if (res?.errMsg === "getLocation:ok") {
          /* ----------------通过经纬度获取地区编码---------------- */
          wx.request({
            url: "https://restapi.amap.com/v3/geocode/regeo?parameters",
            data: {
              key: KEY, //填入自己申请到的Key
              location: res.longitude + "," + res.latitude, //传入经纬度
            },
            header: {
              "content-type": "application/json",
            },
            success: function (res) {
              console.log("坐标转换和查询天气", res.data);
              wx.setStorageSync(
                "city",
                res.data.regeocode.addressComponent.adcode //地区编码
              );
              that.setData({
                location: res.data.regeocode.addressComponent.city +
                  " " +
                  res.data.regeocode.addressComponent.district,
              });

              wx.request({
                url: "https://restapi.amap.com/v3/weather/weatherInfo",
                data: {
                  key: KEY, //填入自己申请到的Key
                  city: res.data.regeocode.addressComponent.adcode, //传入地区编码
                },
                header: {
                  "content-type": "application/json",
                },
                success: function (weather) {
                  console.log("天气", weather.data);
                  that.setData({
                    temp: weather.data.lives[0].temperature, //温度
                    weatherText: weather.data.lives[0].weather, //天气描述 晴天 下雨天...
                    welcome: "今天的天气是 " + weather.data.lives[0].weather + ",又是爱豆的一天!", //欢迎语
                  });
                },
              });
            },
          });
        }
      },
    });
  },

Mqtt协议

  connectMqtt() {
    let that = this;
    const options = {
      connectTimeout: 4000,
      address: "t.yoyolife.fun/mqtt", //输入的地址
      port: 8084, //输入的端口号
      username: "75bdfb62a1c56065949702a3a6430e38", //输入的用户名
      password: "123465", //输入的密码
    };

    console.log("address是:", options.address);
    client = mqtt.connect(MQTTADDRESS, options); //连接

    client.on("connect", (e) => {
      console.log('连接成功');
    })

    client.on("reconnect", (error) => {
      console.log("正在重连:", error);
      wx.showToast({
        icon: "none",
        title: "正在重连",
      });
    });
    client.on("error", (error) => {
      console.log("连接失败:", error);
      wx.showToast({
        icon: "none",
        title: "mqtt连接失败",
      });
    });
    // 订阅一个主题
    let message = this.data.push;
    client.subscribe(this.data.push, {
      qos: 0
    }, function (err) {
      if (!err) {
        console.log("订阅成功", message);
        wx.showToast({
          icon: "none",
          title: "添加成功",
        });
      }
    });
    client.on("message", (topic, message) => {
      console.log("收到地址:", topic);
      console.log("收到消息:", message.toString());
      let getMessage = {}; //收到的消息
      try {
        getMessage = JSON.parse(message); //收到的消息转换成json对象
        console.log(getMessage);
        that.setData({
          temperature: getMessage.temperature,
          humidity: getMessage.humidity,
        })
      } catch (error) {
        console.log("JSON解析失败!");
      }
    })
  }

修改代码作为己用

用户如需借用代码,只需修改关键部分即可,例如Mqtt的Key、发布订阅地址,WiFi的账号密码等。

程序初始化

const KEY = "1acc1391bf1593cf96f258d2f9ebe552";	//注意这里是高德地图的KEY 不是Mqtt服务器的KEY

const app = getApp();
import mqtt from "../../utils/mqtt.min";		//加载的Mqtt协议的文件名
const MQTTADDRESS = "wxs://t.yoyolife.fun/mqtt"; //mqtt服务器地址

data中数据

    welcome: "你好,这里是Shiboven。",//主页显示

    push: "/iot/4432/waa", //订阅地址
    subscr: "/iot/4432/wsy", //发布地址

connectMqtt函数

    const options = {
      connectTimeout: 4000,		//重连时间
      address: "t.yoyolife.fun/mqtt", //Mqtt服务器地址
      port: 8084, //Mqtt服务器端口号
      username: "75bdfb62a1c56065949702a3a6430e38", //Mqtt用户名
      password: "123465", //Mqtt密码
    };

总结

项目本身功能简单,但是包含内容还是挺多的,扩展的话也比较容易。

项目地址:https://download.csdn.net/download/weixin_42320020/88731183文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-785302.html

到了这里,关于基于嵌入式的智能台灯系统的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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  • 嵌入式毕设分享 基于单片机的智能音响设计与实现 -物联网 嵌入式 stm32

    🔥 这两年开始毕业设计和毕业答辩的要求和难度不断提升,传统的毕设题目缺少创新和亮点,往往达不到毕业答辩的要求,这两年不断有学弟学妹告诉学长自己做的项目系统达不到老师的要求。 为了大家能够顺利以及最少的精力通过毕设,学长分享优质毕业设计项目,今天

    2024年02月22日
    浏览(60)
  • 嵌入式项目分享 Stm32 WIFI智能家居温湿度和烟雾检测系统 - 单片机 物联网 嵌入式

    🔥 这两年开始毕业设计和毕业答辩的要求和难度不断提升,传统的毕设题目缺少创新和亮点,往往达不到毕业答辩的要求,这两年不断有学弟学妹告诉学长自己做的项目系统达不到老师的要求。 为了大家能够顺利以及最少的精力通过毕设,学长分享优质毕业设计项目,今天

    2024年01月16日
    浏览(166)
  • 毕设开源 基于stm32的智能平衡小车 - 单片机 物联网嵌入式

    文章目录 0 前言 1 项目背景 2 设计思路 3 硬件设计 4 软件设计 4.2 直立控制程序设计 4.3 速度控制程序设计 4.4 方向控制程序设计 4.5 关键代码 5 最后 🔥 这两年开始毕业设计和毕业答辩的要求和难度不断提升,传统的毕设题目缺少创新和亮点,往往达不到毕业答辩的要求,这

    2024年02月22日
    浏览(65)
  • 毕业设计 - 基于STM32的智能路灯设计与实现 - 物联网 嵌入式 单片机

    Hi,大家好,今天向大家介绍一个 单片机项目 基于STM32的智能路灯设计与实现 大家可用于 课程设计 或 毕业设计 🔥 项目分享与指导: https://gitee.com/sinonfin/sharing 每当夜幕降临,城市中各种各样、色彩缤纷的路灯亮起,为城市披上了一层绚丽的外衣。但在这绚丽的外表下则隐

    2024年02月05日
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  • 【毕业设计】基于STM32的智能路灯设计与实现 - 物联网 嵌入式 单片机

    Hi,大家好,这里是丹成学长,今天向大家介绍一个 单片机项目 基于STM32的智能路灯设计与实现 大家可用于 课程设计 或 毕业设计 单片机-嵌入式毕设选题大全及项目分享: https://blog.csdn.net/m0_71572576/article/details/125409052 每当夜幕降临,城市中各种各样、色彩缤纷的路灯亮起,

    2024年01月16日
    浏览(69)
  • 嵌入式毕设分享 基于单片机的风速测量系统 - 物联网 嵌入式 stm32 arduino

    🔥 这两年开始毕业设计和毕业答辩的要求和难度不断提升,传统的毕设题目缺少创新和亮点,往往达不到毕业答辩的要求,这两年不断有学弟学妹告诉学长自己做的项目系统达不到老师的要求。 为了大家能够顺利以及最少的精力通过毕设,学长分享优质毕业设计项目,今天

    2024年02月20日
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