耗时两个月,今天终于完成了《基于STM32的智能语音家居》这个综合实例,现在对该实例实现的功能和知识点进行一下梳理。
实现功能
- 一个主控板,三个节点,采用分布式网络,各个子板可以与设备就近连接,比如:控制窗帘的4号板(地址为0x0004),可以布置在窗户旁,靠近窗帘的位置;
- 主控板上连接有LD3320语音模块,通过语音指令可以控制三个子板上的设备动作;
- 主控板上可以显示地址为0x0004的ZigBee模块对应子板上光照传感器的值;
- 子板上按键可以控制自己板子上的模块,相当于手动操作开关设备,比如:按键1可以控制电灯的开关、按键2可以控制门的开关、按键3可以控制窗帘的开关;
- OLED在主控板上,用于显示接收到的光度值和灯、门和窗帘的开关状态。
ZigBee模块定义
具体配置参数预定义如下:
模块ID | 地址 | 信道 | 网络ID | 备注 |
---|---|---|---|---|
1 | 0x0001 | 0x0F | 0x1234 | 主节点,与LD3320语音模块相连 |
2 | 0x0002 | 0x0F | 0x1234 | 电灯 |
3 | 0x0003 | 0x0F | 0x1234 | 舵机,模拟门开关 |
4 | 0x0004 | 0x0F | 0x1234 | 步进电机,模拟窗帘开关 |
模块串口通信的波特率为:115200。地址0x0000为自己本身,地址0xFFFF为广播地址。
ZigBee模块地址设定参考阅读如下网文:
DL-LN3X ZigBee模块上位机网络拓扑软件演示及信号强度测试
通讯协议定义
功能 | 包头 | 源端口 | 目的端口 | 远程地址 | 数据 | 包尾 | 备注 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
电灯开关 | FE 05 | 91 | A1 | 0x0002 | 00/01 | FF | 00为关灯,01为开灯 |
电灯开关命令应答 | FE 05 | 92 | A2 | 0x0001 | 00/01 | FF | 数据位为灯的状态,00为关灯,01为开灯 |
门开关 | FE 05 | 93 | A3 | 0x0003 | 00/01 | FF | 00为关门,01为开门 |
门开关命令应答 | FE 05 | 94 | A4 | 0x0001 | 00/01 | FF | 数据位为门的状态,00为关,01为开 |
窗帘开关 | FE 05 | 95 | A5 | 0x0004 | 00/01 | FF | 00为关窗帘,01为开窗帘 |
窗帘关命令应答 | FE 05 | 96 | A6 | 0x0001 | 00/01 | FF | 数据位为窗帘的状态,00为关,01为开 |
获取光照强度命令 | FE 04 | 97 | A7 | 0x0004 | FF | 读取光照强度 | |
获取光照强度应答 | FE 06 | 98 | A8 | 0x0001 | XX XX | FF | 数据的两个字节组成一个16位数据,低位在前 |
本实例的代码只使用了源端口号为A1、A3、A5、A8四个指令,其他指令各位可以在我提供的源码基础上自由扩展。
ZigBee模块数据包结构定义参考阅读如下网文:
DL-LN33 ZigBee模块系列网文第二篇:指令分析/地址和组网信息的修改
主节点
包括如下模块:
LD3320模块
LD3320语音模块原理图
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OLED显示
OLED模块原理图
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ZigBee模块
原理图
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节点1:电灯
本节点为ZigBee模块地址为0x0002的底板,这个板子上主要使用继电器模块。
继电器模块原理图
当RELAY引脚为低电平的时候,三极管导通,继电器吸合,灯点亮;当RELAY引脚为高电平的时候,三极管截止,继电器无动作。
继电器模块可以实现弱电控制强电的功能,比如控制电灯、洗衣机、微波炉、电加热器等家用电器的开关。
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节点2:门
本节点为ZigBee模块地址为0x0003的底板,这个板子主要实现对舵机模块的驱动,用于模拟门的开关。
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节点3:窗帘
本节点为ZigBee模块地址为0x0004的底板,这个板子主要实现对步进电机的驱动,用于模拟窗帘的开关。
原理图
本文实例,JP8中的VS引脚与VCC5V两个引脚短接。
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让步进电机动起来
板子上还有一个GY-302数字光照传感器,其原理图如下:
ADDR引脚通过R36的10K电阻接地,R35电阻不焊接。