温湿度计加红外控制空调

搭建整体方案

整体方案

• 涂鸦三明治兼容 Arduino 接口，与作者的核心板以及传感器板进行了快速对接。

• 为了测量更多数据，传感器方面选用温度和湿度传感器。

• 核心板采用 ST 的 F401RE 开发板。该开发板已经适配了温湿度的解析，作者只需要适配红外功能即可。通过串口通信，涂鸦三明治 Wi-Fi MCU 通信板（WB3S）可以直接连接到了电源板进行单独供电，再通过两根串口线与红外板相连，省去了很多对接步骤。

• 三明治 Wi-Fi MCU 通信板（WB3S）采用的是 WB3S 模组，该模组直接通过串口通信就能实现通信。参考下图中的 TXD 和 RXD 接口。

  

连接完成后，请参考下图所示：

整体方案配置

• 串口 2 当作调试口（Debug）。

• 串口 6 对接涂鸦 WB3S 模组。

• 红外接口为 PB4，需要产生 38KHZ 的载波才能通信，所以用上定时器 3。

• 两个 I2C 接口中，一个手机传感器数据，另外一个连接 OLED 屏幕，您可以选择性连接。

  

创建产品并下载开发资料

本小节仅简单介绍如何在涂鸦 IoT 平台创建产品并获得 PID，详细步骤请参考 选品类创建产品。

1. 登录 涂鸦 IoT 平台。

2. 创建一款使用自定义方案开发的 Wi-Fi 温湿度传感器。

   自定义开发方案会涉及 MCU 低代码开发。

   

3. 选择温湿度传感器的功能点，本文以下图所示的功能点为例进行介绍。

   

4. 在 设备面板 页签中，选择一款适合产品风格的 App 面板。详细步骤请参考 配置 App 界面。

5. 在 硬件开发 页签中，选择 自研模组 SDK 开发 的方式，并填写相关信息。

6. 在 下载资料 区域，下载对应的 SDK。

   

初始化 SDK

作者使用 HAL 库开发，简单方便。代码大多数通过 CUBE 生成，供参考。以下为 SDK 初始化，包含了传感器和串口6等。

int main (void)
/* USER CODE BEGIN 1 */
  unsigned char *dataPtr = NULL;
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration---------------------/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash integrion./
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_USART6_UART_Init());
WX_MEMS Init();

接下来继续完成初始化，包括定时器和延时函数。同时根据涂鸦 IoT 平台的接入规范，初始化了 wifi_protocol_init(); 函数。

/* USER CODE BEGIN 2 */

MX_TIM3_Init();
delay_init (84);
OLED_Init();
Display_init();
delay_ms(1000);
wifi_protocol_init();

HAL_TIM_PWM_Start (&htim3, TIM_CHANNEL_1);
delay_ms(100);

// AirConditionerON();

// AirConditionerOFF();

/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */

主任务里面就是读取传感器值、涂鸦的 Wi-Fi 信号和状态、以及设置配网重置按键。

while (1)
{
    /* USER CODE END WHILE */
    MX_MEMS Process ();
// Display_Data();
    /* USER CODE BEGIN 3 */
    if (init_flag == 0)
    {
        time_cnt++;
        if (time_cnt % 8000 == 0)
        {
            time_ent = 0;
            cnt ++;
        }  
        wifi_stat_led(&cnt); // Wi-Fi 状态处理
    }
    wifi_uart_service();
    key_scan(); // 配网按键检测
}

云模组与涂鸦 IoT 的通信是无需自行配置的，您只需按照 MCU SDK Demo 代码修改相关注释即可。以下为串口发送函数的代码片段：

/********************************
2: 串口字节发送函数
请将MCU串口发送函数填入该函数内，并将接收到的数据作为参数传入串口发送函数
*********************************/
/**
 * @brief 串口发送数据
 * @param[in] [value] 串口要发送的 1 字节数据
 * @return Null
 */
 void uart_transmit_output(unsigned char value)
{
//  # error "请将 MCU 串口发送函数填入该函数，并删除该行"
    HAL_UART_Transmit(&huart, &value, 1, 100);
/*
    // Example:
    extern void Uart_PutChar(unsigned char value);   // 串口发送函数
*/
}
/********************************
第二步：实现具体用户函数
1：App下发数据处理
2：数据上报处理
*********************************/

接着是设置数据上传的函数。<!-- 温度数值需要扩大十倍上传，是因为上传数据也是可以自己设定的。 -->如果您没有温湿度计实物，则可以设定一个固定值进行调试测试，调试成功后即可以添加真实的传感器数据。

// 自动化生成数据上报函数
/**
 * @brief 系统所有 DP 信息上报，实现 App 和 MCU 数据同步
 * @param Null
 * @return Null
 * @note 此函数 SDK 内部需调用，MCU 必须实现该函数哪数据上报功能，包括只上报和可上报可下发型数据
 */
void all_data_update(void)
{
// #error "请在此处理可下发可上报数据，及只上报数据示例，处理完成后删除该行"
  /*
  // 此代码为平台自动生成，请按照实际数据修改每个可下发可上报函数，和只上报函数
  mcu_dp_value_update(DPID_TEMP_CURRENT, 当前温度); // VALUE 型数据上报；
  mcu_dp_value_update)DPID_HUMIDITY_VALUE, 当前湿度); // VALUE 型数据上报；
  mcu_dp_bool_update(DPID_ON, 空调开关); // 布尔型数据上报；
  
  */
  unsigned long temo = Temp*10;
  unsigned long humi = Humi;
  
  mcu_dp_value_update(DPID_TEMP_CURRENT,temp); // VALUE 型数据上报；
  mcu_dp_value_update)DPID_HUMIDITY_VALUE, humi); // VALUE 型数据上报；
  mcu_dp_bool_update(DPID_ON, 0);
}

嵌入式程序开发

解压从涂鸦 IoT 平台下载的开发资料，开始移植。MCU_SDK 里的代码会随着产品设置的功能点而变化。

产品信息：

/********************************
用户相关信息配置
*********************************/
/********************************
1. 修改产品信息
*********************************/

# define PRODUCT_KEY "rb13f7onieg****" //涂鸦 IoT 平台创建产品后生成的16位字符，为产品的唯一标识
# define MCU_VER "1.0.0"  // 用户的软件版本，用户 MCU 固件升级，MCU 升级版本时需要修改该值

/* 模组工作方式选择，只能三选一，推荐选择防误触模式 */
//#define CONFIG_MODE CONFIG_MODE_DEFAULT // 默认工作模式
//#define CONFIG_MODE CONFIG_LOW_POWER // 安全模式（低功耗配网模式）
//#define CONFIG_MODE CONFIG_MODE_SPECIAL // 防误触模式（特殊配网方式）

/* 设置低功耗配网方式和特殊配网方式的配网模式打开时间，该宏处于注释状态将按照三分钟处理 */
//#define CONFIG_MODE_DELAY_TIME 10 // 配网模式打开时间，单位：分钟

PRODUCT_KEY 平台通过这个识别产品，一种固件可以通用其他的方案。如果替换其他值，则会在用户的 App 上显示不同的配置信息。

/* TMS init function */
void MX_TTM3_Init(void)
{
  TIM MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = [0};

  htim3.Instance = TIM3;
  htim3.Init.Presealer = 84;
  htim3.Init.CounterMode = TIW_COUNTERMODE_UP;
  htim3.Init.Period = 25;
  htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_ALTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
  if (HAL_TIM_PWM_Initd(&htim3) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler() ;
  }
  sConfigOC.OCMode = TIN_OCWODE_P¥w):
  sConfigOC.Pulse = 0:
  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH:
  sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE.
  if (HAL_TIM_PWN_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)

红外功能：

作者并未使用开发资料推荐的红外使用方式，反而直接板载硬件上进行开发。

• 开发板：TIM3
• 单片机主频：84 MHz
• 配置目标：生成 38KHZ 的方波

#define CARRIER_38KHz() _HAL_TIM_SetCompae(&htim3,TIM_CHANNEL_1,9) //产生方波
#define NO_CARRIER() _HAL_TIM_SetCompare(&htim3,TIM_CHANNEL_1,0) //无形波

static u8 AUX_OFF[13]=[0XC3, 0x97, 0xE0, 0x00, 0xA0, 0x00, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x05, 0x00];
static u8 AUX_OFF1[5]=[0xEE, 0x00, 0x01, 0x26, 0x00];
static u8 AUX_ON[13]=[0xC3, 0x97, 0xE0, 0x00, 0xA0, 0x00, 0x20, 0x00, 0x00, 0x20, 0x00, 0x05, 0x00];
static u8 AUX_ON1[5]=[0xBB, 0x10, 0x01, 0x26, 0x00];

完成后，就可以调节占空比，让其产生方波和无波形。以下为奥克斯品牌空调的解码。

由于作者是自行开发红外功能，您也可以参考 红外能力功能集成，进行低代码开发。

void Infrared_Send(u8 *s, int n,u8 cnt)
{
  u8 i, j, temp;
  CARRIER_38KHz();
  delay_us(9000);
  NO_CARRIER();
  delay_us(4500);
  
  for(i=0; i<n; i++)
  {
    for(j=0,; j<8; j++)
    {
      temp=(s(i] >>j)&0x01;
      if(temp==0) //发射0
        {
          CARRIER_38KHz();
          delay_us(560); //延时0.5ms
          NO_CARRIER();
          delay_us(560); //延时0.5ms
        }
      if(temp==1) //发射1
        {
          CARRIER_38KHz();
          delay_us(560); //延时0.5ms
          NO_CARRIER();
          delay_us(1680); //延时1.68ms
        }
      
    }
  }
  CARRIER_38KHz(); // 结束
  delay_us(900); // 延时0.56ms
  NO_CARRIER();
}

最后通过红外发射函数，就能完成空调的控制。

/********************************
函数名称：dp_download_on_handle
功能描述：针对DPID_ON的处理函数
输入参数：
   value：数据源数据
   length：数据长度
返回参数：
  SUCCESS：成功返回
  ERROR：失败返回
使用说明：可下发可上报类型，需要在处理完数据后上报处理结果至 app
*********************************/
static unsigned char dp_download_on_handle(const unsigned char value[], unsigned short lenght)
{
  // 示例：当前 DP 类型为 BOOL
  unsigned char ret;
  // 0：关；1：开
  unsigned char on;
  
  on = mcu_get_dp_download_bool(value, length);
  if(on == 0) {
    // 关
    AirConditionerOFF();
    HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_PORT, LED2_PIN, GPIO_PIN_RESET);
  }else {
    // 开
    AirConditionerON();
    HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_PORT, LED2_PIN, GPIO_PIN_SET);
  }
  
  // 处理完 DP 数据后应有反馈
  
  ret = mcu_dp_bool_update(DPID_ON, on);
  if(ret == SUCCESS)
    return SUCCESS;
  else
    return ERROR;
}