【IoT毕设】机智云AIoT+STM32F4+智能家居系统

孟加拉球

摘要:社会的进步与科学的发展从未停止,人们的生活方式和通讯信息关系日益紧密,在庞大的信息数据改变人们生活方式和日息习惯的同时,也对传统的住宅提出了更加有挑战性、社会性以及经济性的要求;物理空间不再是人们对家庭空间的唯一要求,人们对于智能化环境的要求,给了智能家居一个很大的发展机会,通过物联网技术,将各种各样传感器数据整合在一起,并用控制终端进行检测与管理,于是,一个信息传输更加便捷、实时、舒适的智能居家环境,越来越被人们所推崇。

一、系统总体架构

本次设计的智能家居系统主要由三部分组成,即UCOSIII、EMWIN、机智云（Gizwits）。实时操作系统UCOS是可裁剪的多任务内核,将其用于32位高性能ARM Cortex-M4处理器的STM32芯片上,可实现用于设计高性能、低功耗、实时应用和低成本嵌入式应用。

EMWIN的目的就是为任何具备图形LCD的应用程序提供一种行之有效的图形界面设计手段,智能家具系统中配备有触摸显示屏,其可视化界面完全由EMWIN实现,凭借对控件和API函数的合理搭配应用,可高效率完成一个整洁明了的用户交互图形界面。

智能家居系统整体而言是以Gizwits协议为中心,移动控制端可以透过机智云与下位机进行双向通信,同时对所有设备的状态进行检测,并对其中部分设备进行控制,以STM32F4为核心对所有控制设备进行状态数据的读取与控制,将收集到的数据整合后通过WIFI模块与机智云进行双向通讯,可以说,云服务器在整个数据传输的过程中充当一个中间者的身份。

二、系统的总体设计

2.1  UCOSIII

本设计是智能家居系统,那么制作一个良好的UI界面是必不可少的,为此本设计用了EMWIN,利用此图形库,就能方便使用模块化设计,一来能提高界面设计质量,二来也能大大减少开发时间。

2.3 机智云（Gizwits）

智能之所以为智能,一个很重要的原因就是具备强大的联网能力,所以需要配置一些网络配置。为了作品的高速开发,我们选择使用机智云(Gizwits)作为联网工具。机智云为我们提供了免费的服务器,以及为用户提供的机智云物联网平台的标准协议,我们只需要将其协议一直到STM32F429上,再执行对应的任务,做上行与下行的动作即可。

三、测试结果及分析

在搭建好工程后,将修改后的USCOSIII系统文件添加到工程当中,其次,将用于设计图形用户界面的EMWIN界面文件也移植进工程中,此后,作为整个系统数据流核心的Gizwits协议文件也移植进工程当中,确认无误后开始编译,编译无误后烧写入STM32F4核心板中,观看运行效果。

可以明确看到,初始化完成后,触控屏上所呈现的初始界面,即是利用EMWIN设计出的,当中的控件依次有系统信息、灯光控制、时钟日历、智能插座、门窗控制、家电控制、亮度调节、开发者、温湿度、防盗报警、空气质量、可燃气烟雾、设置、WIFI十五大功能控件,如图1所示.

四、总结

总而言之,智能家居作为一种综合了多种技术的新型住宅环境系统,对人们的日常生活质量的改善起到了及其重要的作用,而且随着智能手机的大量普及,物联网技术也取得了重大突破,使得智能家居在我国智能领域迈出了关键一步;在传统家具生活中,绝大多数活动需要人为进行,而智能家具作为智能时代的主要项目,市场潜力巨大,况且我们现阶段正处于居民消费升级阶段,国家为了推动信息化,智能化,数字化城市,出台了一系列扶持政策,为智能家居领域的发展奠定了坚持的基础。

更重要的是,智能家居的特点就是用户操作简单,多功能集成,控制终端界面个性化,这些有点对于用户有着极大的吸引力,而智能家居的未来发展,必定会随着其他行业,其他技术的发展而产生无限的可能。

图一 初始化界面