青海省制作网站专业,wordpress仿dz,广东哪家网站建设哪家公司好,如何压缩网站最终效果 基于NodeMCU的物联网电灯控制系统设计 小程序关灯 上图展现了小程序关灯过程的数据传输过程#xff1a;用户下达关灯指令→小程序下发关灯指令→MQTT服务器接收关灯指令→下位机接收与处理关灯指令。
项目介绍
该项目是“物联网实验室监测控制系统设计#xff08;…最终效果 基于NodeMCU的物联网电灯控制系统设计 小程序关灯 上图展现了小程序关灯过程的数据传输过程用户下达关灯指令→小程序下发关灯指令→MQTT服务器接收关灯指令→下位机接收与处理关灯指令。
项目介绍
该项目是“物联网实验室监测控制系统设计仿智能家居”项目中的“家电控制设计”中的“电灯控制”子项目最前者还包括“物联网设计”、“环境监测设计”、“门禁系统设计计”和“小程序设计”等内容。本文只介绍“电灯控制”部分。
项目功能实现的大致思路为单片机先识别出当前处在的控制模式为自动模式时单片机采集光照传感器传来的光照强度数据以此来控制灯的开闭为手动模式时用户的语音指令和小程序上的开关是一对双开关。单片机会识别这对双开关的最后一次命令以此来控制灯的开闭。为自动模式或语音控制时单片机会将灯的状态实时更新到MQTT服务器上使小程序上的开关状态得到及时更新。控制模式通过语音指令切换。 硬件设计
接线 ESP-12F GY-302 LU_ASR01 LED 3v3 VCC 5V GND GND G D1 SCL D2 SDA D7 D8 - RX TX
PCB设计
此电路板仅是为了代替杜邦线而已上面只有引脚排座而没有任何电子元件。
工程 - 立创开源硬件平台 成本 ESP-12F GY-302 LU_ASR01 LED 27.9 7.4 47.5 2.5
其中共需85元左右来购买该项目所需的模块。此外还需1根数据线、焊接工具电烙铁、锡丝、引脚排座、PCB打板或若干杜邦线。
软件设计
LU-ASR01
该功能实现的原理及流程可参考Arduino中借助LU-ASR01实现语音识别-CSDN博客
使用LU-ASR01语音识别开发板的语音识别功能。当语音识别模块识别到特定语音时通过串口输出特定字符。此时NodeMCU的串口会接收到这个特定字符从而得知用户说出的特定语音。待识别语音、输出字符和输出语音之间的对应关系如下表所示 待识别语音 输出字符 输出语音 自动模式 a 已进入自动模式 手动模式 m 已进入手动模式 开灯 1 已开灯 关灯 0 已关灯
代码
天问Block IDE中的程序如下 ESP-12F
本次的开发环境为Arduino IDE开发板型号为NodeMCU 0.9 (ESP-12 Module)。
本系统软件部分的流程如下图所示。初始化完成之后系统默认进入自动模式60LX为实验室环境昏暗与明亮的分界值。之后会根据语音、小程序或光照值数据控制灯状态。 连接WiFi以及与MQTT服务器双向通信可参考利用ESP-01S中继实现STM32F103C8T6与MQTT服务器的串口双向通信_stm32串口接收esp01s数据-CSDN博客
获取光照强度可参考Arduino中使用GY-302测量环境中的光照强度-CSDN博客
解析JSON数据可参考Arduino中解析JSON数据-CSDN博客
控制LED可参考未完待续
代码
Arduino IDE中的程序如下
#include ESP8266WiFi.h
#include PubSubClient.h
#include ArduinoJson.h
#include Arduino.h
#include Wire.h //IIC
#include math.h// 设置wifi接入信息和MQTT服务器
const char* wifiname DOILMSBOIOT;
const char* password doilmsboiot;
const char* mqttServer broker.emqx.io;bool receive_MQTT_message_flag false; //1表示收到来自MQTT的信息但还未处理0表示未收到来自MQTT的信息或已处理WiFiClient wifiClient;
PubSubClient mqttClient(wifiClient);// 待解析的json文件
String json {\lamp\:0};// 创建DynamicJsonDocument对象
const size_t capacity JSON_OBJECT_SIZE(1) 24 ; //1表示待解析的JSON对象中有1对数据24为解析过程中需要的额外空间可在此网站计算 https://arduinojson.org/v6/assistant/#/step1
DynamicJsonDocument doc(capacity);bool lamp_Bool_MQTT false ; // 解析出的来自MQTT的灯的开关状态int BH1750address 0x23; //GY-302-BH1750的iic通讯地址
byte buff[2]; //用来储存GY-302-BH1750的iic传来的原始数据
long int light 0; //光照值char serial_information \0; //从串口获得的信息bool auto_flag true; //是否为自动模式即用光照传感器的值来决定灯的开关状态。它的反面为手动模式可通过串口语音和MQTT小程序控制void setup()
{Serial.begin(9600); WiFi.mode(WIFI_STA); //设置ESP8266工作模式为无线终端模式connectWifi(); // 连接WiFimqttClient.setServer(mqttServer, 1883); // 设置MQTT服务器和端口号mqttClient.setCallback(receiveCallback); // 设置MQTT订阅回调函数connectMQTTserver(); // 连接MQTT服务器Wire.begin(); //iic启动led_initial();
}void loop()
{ if (mqttClient.connected()) // 如果开发板成功连接服务器{ mqttClient.loop(); // 处理信息(收到信息后的回调函数)以及心跳} else // 如果开发板未能成功连接服务器{ connectMQTTserver(); // 则尝试连接服务器并订阅主题}if (receive_MQTT_message_flag 1) //收到来自MQTT的信息但还未处理{ deserializeJson(doc, json); // 反序列化数据// 解析收到的数据信息lamp_Bool_MQTT doc[lamp].asbool();}BH1750_Init(BH1750address);if (BH1750_Read(BH1750address) 2) //如果光照模块有数据传来{light ((buff[0] 8) | buff[1]) / 1.2;Serial.print(light,DEC);Serial.println( lx);}if (Serial.available() 0) //如果串口有数据传来{serial_information Serial.read();Serial.print(接收到的串口数据为:);Serial.println(serial_information);} if(serial_information m) //manual手动模式{auto_flag false;serial_information \0;}if(serial_information a) //auto自动模式{auto_flag true;serial_information \0;}if(auto_flag true) //如果为自动模式{if(light 60) //光线弱{turn_on_light(); //开灯pubMQTTmsg(true);}else //光线强{turn_off_light(); //关灯pubMQTTmsg(false);}}else //如果为手动模式即可通过串口语音和MQTT小程序控制{if(serial_information 1) //收到的串口语音指令为开灯且尚未处理此信息{turn_on_light();pubMQTTmsg(true);serial_information \0;}if(serial_information 0) //收到的串口语音指令为关灯且尚未处理此信息{turn_off_light();pubMQTTmsg(false);serial_information \0;}if(receive_MQTT_message_flag true lamp_Bool_MQTT true) //收到的MQTT小程序指令为开灯且尚未处理此信息{turn_on_light();receive_MQTT_message_flag false;}if(receive_MQTT_message_flag true lamp_Bool_MQTT false) //收到的MQTT小程序指令为关灯且尚未处理此信息{turn_off_light();receive_MQTT_message_flag false;}}delay(200);
}int BH1750_Read(int address)
{int i 0;Wire.beginTransmission(address);Wire.requestFrom(address, 2);while (Wire.available()) {buff[i] Wire.read(); // receive one bytei;}Wire.endTransmission();return i;
}void BH1750_Init(int address)
{Wire.beginTransmission(address);Wire.write(0x10); Wire.endTransmission();
}// 连接MQTT服务器并订阅主题
void connectMQTTserver()
{// 根据ESP8266的MAC地址生成客户端ID避免与其它ESP8266的客户端ID重名String clientId esp8266- WiFi.macAddress();if (mqttClient.connect(clientId.c_str())) //如果成功连接MQTT服务器{ Serial.print(MQTT Server Has Connected. );Serial.print(Server Address: );Serial.println(mqttServer);Serial.print(ClientId: );Serial.println(clientId);subscribeTopic(); // 订阅指定主题} else {Serial.print(MQTT Server Connect Failed. Client State:);Serial.println(mqttClient.state());delay(3000);}
}// 收到信息后的回调函数
void receiveCallback(char* topic, byte* payload, unsigned int length)
{Serial.print(Message with the topic of [ );Serial.print(topic);Serial.println( ] has been received.);Serial.print(Content: );for (int i 0; i length; i) {Serial.print((char)payload[i]);json[i] (char)payload[i]; //将收到的信息赋给json以便后续解析和发射信号}Serial.println();receive_MQTT_message_flag 1; //表示收到来自MQTT的信息但还未处理Serial.print(Message Length (Bytes) : );Serial.println(length);Serial.println( );
}void pubMQTTmsg(bool led_status) //向MQTT发布消息
{String topicString deviceControl2; //发布信息的主题char publishTopic[topicString.length() 1]; strcpy(publishTopic, topicString.c_str());String messageString led_status ? {\lamp\:true} : {\lamp\:false}; //发布信息的内容char publishMsg[messageString.length() 1]; strcpy(publishMsg, messageString.c_str());if(mqttClient.publish(publishTopic, publishMsg, true)) //如果成功发布信息publish函数第三个参数用于设置保留信息{Serial.print(Publish Topic: );Serial.println(publishTopic);Serial.print(Publish Retained message: );Serial.println(publishMsg); Serial.println(); } else //如果未能成功发布信息{Serial.println(Message Publish Failed.); }
}// 订阅指定主题
void subscribeTopic()
{String topicString deviceControl3/lamp; // 订阅的主题名称char subTopic[topicString.length() 1]; strcpy(subTopic, topicString.c_str());if(mqttClient.subscribe(subTopic)) //如果成功订阅主题{Serial.print(Subscrib Topic: );Serial.println(subTopic);Serial.println();} else {Serial.print(订阅主题失败);}
}// ESP8266连接wifi
void connectWifi()
{WiFi.begin(wifiname, password);Serial.println(Connecting to WiFi);while (WiFi.status() ! WL_CONNECTED) //等待WiFi连接,当wifi未连接时,持续输出.;成功连接后输出连接成功信息{delay(1000);Serial.print(.);}Serial.println();Serial.println(WiFi Connected!); Serial.println();
}void led_initial() //灯初始化
{pinMode(D7, OUTPUT);pinMode(D8, OUTPUT);
}void turn_on_light() //开灯
{digitalWrite(D7, HIGH);digitalWrite(D8, LOW);
}void turn_off_light() //关灯
{digitalWrite(D7, LOW);digitalWrite(D8, HIGH);
}
