根据STM32的智能家居体系应用研究

摘要 体系以STM32F103为操控中心，用户经过手机或其它手持设备经蓝牙模块发送数据到STM32上，STM32接纳到指令处理后经红外模块发送到终端设备上。完结家居的智能操控，整个体系具有较强的抗干扰才能及牢靠性，可适用于智能家居运用范畴。

关键词 智能家居;蓝牙模块;红外模块

智能家居是以住所为渠道，运用归纳布线、网络通讯、智能家居体系规划方案、安全防备、主动操控、音视频技能将家居生活有关的设备集成，构建高效的住所设备与家庭日程业务的办理体系，提高家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并完结环保节能的寓居环境。

1 智能家居体系硬件渠道

STM32的智能家居的体系拓扑结构如图1所示，STM32系列根据专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式运用专门规划的ARM Cortex-M3内核。该体系选用STM32F103“增强型”系列的STM32芯片，规划的整体思路经过手机或其它手持设备的蓝牙通讯模块与STM32上的蓝牙模块进行通讯，接纳到的数据进行处理，再经过红外模块发送到受控终端上。受控终端接纳到红外指令后履行指定的操作，如电视、电扇、空调等电器设备的开关等操作。红外模块能够学习到各种遥控器的指令，经过学习遥控器的指令储存到QT软件所编写的界面中，处理了遥控器过多的烦恼，然后完结家居的智能化操控。经过报警模块能够完结火灾时的报警，确保了家居安全。

1.1 蓝牙模块

蓝牙HC05是主从一体的蓝牙串口模块，即当蓝牙设备与蓝牙设备配对衔接成功后，能够忽视蓝牙内部的通讯协议，直接将蓝牙当作串口用。当树立衔接，两设备一起运用一通道也便是同一个串口，一个设备发送数据到通道中，别的一个设备便能够接纳通道中的数据。当然，关于树立这种通道衔接有必定条件，那便是对蓝牙设置好能进行配对衔接的AT形式。

HC05蓝牙模块与STM32的串口3相衔接。HC05的RDX与STM32芯片的第55管脚USART3-TX衔接，TXD与第56管脚USART3-RX衔接，GND与Vcc衔接到相应的GND与Vcc上，KEY与第65管脚PC8衔接。模块上电后，经过KEY接Vcc，使模块进入AT指令，模块的波特率设置为38400。

1.2 红外模块

BC7210芯片由海外闻名厂商制作，比高公司具有版权的红外遥控解码专用芯片。BC7210能够完结目前国内市场上常用的飞利浦RC5和NEC两种红外编码信号的解码。BC7210的输出能够设置为并行输出或许串行输出，串行输出办法兼容SPI和UART两种接口，能够轻松完结与各种MCU的接口相衔接，完结与MCU的通讯。BC7210与STM32衔接的硬件规划办法如图2所示。

BC7210的串行输出兼容于“波特率9 600 bit·s-1，1个开始位，1个中止位，无奇偶校验”的USART，只需D7与STM32的87管脚USART2-RX衔接。MOD与S/P别离与PB3和PB5相衔接。这种接口办法只需占用1根口线，微处理器的数据接纳能够由硬件完结，占用CPU资源少。

1.3 报警模块

无线收发模组，选用射频技能，也叫RF433射频小模块，选用全数字科技出产的单%&&&&&%射频前段与ATMEL的AVR单片机组成，可高速传输数据信号的微型收发信机，无线传输的数据进行打包、检错、纠错处理。%&&&&&%都选用工业级规范，作业安稳牢靠，体积小便于装置。适用于安全报警、无线主动抄表、家居及工业主动化、远端遥控、无线数传等范畴，433报警模块与STM32的串口1相衔接。

SM30型433MHz微功率无线串口通讯模块，是上海上志电子信息技能有限公司出产，能够动态办理无线通讯办法：将STM32和无线模块JP1引脚的1(GND)，2(Vcc)，3(RXD/TTL)，4(TXD/TTL)，9(RESET)共5个引脚衔接好，1脚接GND，2脚接VCC，3和4两脚别离接STM32的串口上，经过串口发送给模块设置指令，设置完结今后，置SETEN为高电平或与地断开，上电复位或RST(假如8脚接在用户STM32的I/O口上)低电平(10 ms)复位，及能够用新的参数作业。

2 软件体系规划

整个智能家居体系以STM32微处理器为操控中心，运用C言语编写。智能家居体系的软件可分为手机、STM32体系2个部分，首要由蓝牙驱动程序、红外驱动程序和433报警程序组成。QT的软件操控流程如图3所示。当一个特定事情产生时，一个信号被发射。QT的窗口部件有多种预界说的信号，但能够经过承继来参加自己的信号。槽便是一个能够被调用处理特定信号的函数。信号与槽是宽松地联络在一起：一个发射信号的类无需已知哪个槽要接纳这个信号。QT信号和槽能够确保假如将一个信号与一个槽衔接起来，槽会在正确的时刻运用信号的参数而被调用。信号和槽能够运用任何数量、任何类型的参数。

2.1 手机软件规划

经过调用Qobject目标的connect函数来将某个目标的信号与另一个目标的沐曹函数相关联，这样当发射者发射信号时，接纳者的槽函数将被调用，该函数的界说为：

boolQObjeet：：eonnect(eonstQOb—ieet*sender，eonstchar*signal，

eonstQObjeet*reeeiver，eonstehar*mexnber)

conneet函数将sender目标中的信号signal与reeeiver中的member槽函数相关联，这儿的sender和receiver都是指向QObject类型目标的指针。QT的宏signal()用于指定信号signal;宏slot()用于指定槽函数。

当目标内部产生某些事情时，它有或许宣布信号。假如这个信号衔接到槽，那么相应的槽函数就被履行。能够将多个槽衔接到同一个信号，那么这些槽就将逐个被履行，其履行次序是恣意的。

2.2 STM32体系软件规划

STM32体系软件规划首要对STM32体系的初始化，选用Rtthread体系并创建了3个子进程，别离为蓝牙模块子进程、红外模块子进程、报警模块子进程，设定使命的优先级并初始化各子进程。编写相应的初始化及数据处理函数完结体系的正常运转，经过Rtthread进行体系的线程调度。

STM32的软件操控流程如图4所示。

(1)蓝牙子进程程序规划，KEY方位高电平进入AT指令形式，经过发送AT指令进行蓝牙模块的设置，例如USART_Send_Cmd(“%s\r\n”，atstr);设置完结后KEY方位低进入数据透传形式，进行数据传输。承受到指令后回来数据，手机端对回来数据进行剖析，假如承受过错数据，则手机端从头发送数据。接纳到正确数据后发送给相应的模块，履行相应的操作。蓝牙软件规划流程如图5所示。

(2)红外子进程程序规划，先初始化红外模块，对要发送的数据解码后编码再经过红外模块发送出去。判别是否发送完毕，未发送完好则持续发送。红外软件规划流程如图6所示。

(3)报警子进程程序规划，初始化报警模块，将一个家用烟感探测器与报警模块相连，一旦超越设定值报警模块经过STM32体系将报警信息，发送送到手机或其他终端设备上完结智能报警。判别是否有报警信息，假如有报警信息则经过串口1将数据发送给STM32芯片，再履行报警函数。

2.3 该体系在智能家居体系中的运用

要操控红外设备必须先学习操控该设备的红外码。首要，经过半口东西衔接到该模块，将该设备的遥控器对准红外接纳头，经过半口东西发送对应的报文，按下需求学习的键，然后就能够收到该操控键对应的红外码。将学习到的红外码保存在QT的槽函数内。完结了一个手机或终端设备智能的操控家电，而且完结了智能报警。

3 完毕语

综上所述，可知根据STM32的智能家居体系完结简略，运用广泛。而蓝牙技能的老练和遍及，能够将各种遥控器由一个Android手机软件所替代，完结了智能化的操控电视、电扇、空调等设备。经过在室内装置多个STM32体系，能够完结对每间房间的操控。根据STM32的智能家居体系归纳了多门技能，首要包含视蓝牙通讯、红外遥控技能、433报警等，跟着这些技能的开展，该智能家居体系将具有更为宽广的开展空间。