嵌入式

基于STM32的家庭气象站

一个关于STM32+ESP8266+DHT11的家庭气象站。

项目地址

Maskbugzero/ESP8266-Weather-2021

一个关于STM32+ESP8266+DHT11的家庭气象站。

硬件资源

  1. 战舰V3\精英STM32F103开发板
  2. ALIENTEK 2.8/3.5/4.3/7寸TFTLCD模块(通过FSMC驱动.FSMC_NE4接LCD片选/A10接RS)
  3. 按键KEY0(PE4)/KEY1(PE3)/KEY_UP(PA0.也称之为WK_UP)
  4. ESP8266-12S WIFI模块1个
  5. DHT11模块1个

实现功能

  1. 微信小程序配网
  2. 室内温湿度测量及显示
  3. 室外天气数据获取及显示
  4. 时间显示及网络校准

连接方式

  • 模块与带有无线网卡的电脑或其他wifi设备连接：采用wifi连接
  • 模块与开发板连接：TTL串口方式

ATK-ESP8266 WIFI模块与精英板连接方式

TXD<————>PB11

RXD<————>PB10

GND<————>GND

VCC<————>3.3V\5V

DHT11模块与精英板连接方式

Data<————>PE11

主要代码

外设初始化

初始化外设时，若DHT11工作不正常则显示屏无法正常显示。

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 	LED_Init();		  			//初始化与LED连接的硬件接口
	KEY_Init();					//初始化按键
	LCD_Init();			   		//初始化LCD   
	RTC_Init();
 	while(DHT11_Init())	//DHT11初始化	
	{
	  printf("DHT11 出错！\r\n");
 		delay_ms(200);
	}
	W25QXX_Init();				//初始化W25Q128
	tp_dev.init();				//初始化触摸屏
	usart3_init(115200);		//初始化串口3 
 	my_mem_init(SRAMIN);		//初始化内部内存池
	exfuns_init();				//为fatfs相关变量申请内存  
 	f_mount(fs[0],"0:",1); 		//挂载SD卡 
 	f_mount(fs[1],"1:",1); 		//挂载FLASH.

微信小程序配网

微信小程序配网

源码：

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//一键配网设置
u8 atk_8266_wifi_config(void)
{
	int i;

	while(atk_8266_send_cmd("AT","OK",20))//检查WIFI模块是否在线
	{
		atk_8266_quit_trans();//退出透传
		atk_8266_send_cmd("AT+CIPMODE=0","OK",200);  //关闭透传模式	
		printf("未检测到模块!!!");
		delay_ms(800);
		printf("尝试连接模块..."); 
	} 
	u3_printf("AT+RESTORE");		//恢复出厂设置
	delay_ms(1000);      //延时3S等待恢复成功
	delay_ms(1000);
	delay_ms(1000);
	printf("恢复出厂设置完成"); 
	atk_8266_send_cmd("AT+RST","OK",20);		//软重启
	delay_ms(1000);         //延时3S等待重启成功
	delay_ms(1000);
	delay_ms(1000);
	delay_ms(1000);
	printf("软重启完成");
	while(atk_8266_send_cmd("ATE0","OK",20));//关闭回显
	atk_8266_send_cmd("AT+CWMODE=1","OK",50);		//设置WIFI STA模式
	atk_8266_send_cmd("AT+CWAUTOCONN=1","OK",20);   //使能上电自动连接AP
	delay_ms(300);
	atk_8266_send_cmd("AT+CWSTARTSMART=3","OK",20);		//支持ESP-Touch和Airkiss智能配网
	printf("智能配网已开启  等待30s\r\n");
	while(i<=30)
	{
	delay_ms(1000);     //延时30S等待配网成功
	i++;
	}
//	while(atk_8266_check_cmd("smartconfig connected wifi"));					//连接目标路由器,并且获得IP
//	delay_ms(300);
	atk_8266_send_cmd("AT+CWSTOPSMART","OK",20);		//释放快连所占的内存

	return 0;
}

数据解析

数据解析流程图

天气数据

源码：（以当天天气数据为例，近3天天气数据类似)

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//解析当前天气
u8 parse_now_weather(void)
{
	cJSON *root;
	cJSON *pSub;
	cJSON *arrayItem;
	cJSON *pItem;
	cJSON *pSubItem;
	cJSON *pChildItem;
	
	char *pr,*utf8str,*gbkstr;
	u8 size = 0;
	int len;
	u8 res;
	u8 temperature;
	
	root = mymalloc(SRAMIN,sizeof(cJSON));
	pSub = mymalloc(SRAMIN,sizeof(cJSON));
	pItem = mymalloc(SRAMIN,sizeof(cJSON));
	pSubItem = mymalloc(SRAMIN,sizeof(cJSON));
	pChildItem = mymalloc(SRAMIN,sizeof(cJSON));
	arrayItem = mymalloc(SRAMIN,sizeof(cJSON));
	
	pr = mymalloc(SRAMIN,1000);
	utf8str = mymalloc(SRAMIN,50);
	gbkstr = mymalloc(SRAMIN,50);
	
	memset(pr,0,1000);
	memset(gbkstr,0,50);
	memset(utf8str,0,50);
	
	file = mymalloc(SRAMIN,sizeof(FIL));
	res=f_open(file,(const TCHAR*)APP_ASCII_5427,FA_READ);//打开文件
	if(res==FR_OK)
	{
		asc2_5427 = mymalloc(SRAMIN,file->fsize);
		if(asc2_5427 != NULL)
		{
			res = f_read(file,asc2_5427,file->fsize,&br);
		}
		f_close(file);
	}

	printf("jieshou->1dayjson = %s\r\n",USART3_RX_BUF);
	
	root = cJSON_Parse((const char*)USART3_RX_BUF);
	if(root != NULL)
	{
		pSub = cJSON_GetObjectItem(root,"results");
		if(pSub != NULL)
		{
//			size = cJSON_GetArraySize(pSub);
			arrayItem = cJSON_GetArrayItem(pSub,0);  
			pr = cJSON_Print(arrayItem);   //获取jsom数组
			pItem = cJSON_Parse(pr);       //对数组，进行升级。
			if(pItem != NULL)
			{
				pSubItem = cJSON_GetObjectItem(pItem,"location");
				if(pSubItem != NULL)
				{
					pChildItem = cJSON_GetObjectItem(pSubItem,"name");
					if(pChildItem != NULL)
					{
						utf8str = pChildItem->valuestring;
						SwitchToGbk((const u8*)utf8str,strlen(utf8str),(u8 *)gbkstr,&len);  //获取城市名称转换为gbk文件
						Show_Str(0,0,lcddev.width,lcddev.height,(u8 *)gbkstr,16,0);         //显示城市名称。
					}
				}
				
				memset(utf8str,0,50); //解决阴华
				memset(gbkstr,0,50);
				
				pSubItem = cJSON_GetObjectItem(pItem,"now");
				if(pSubItem != NULL)
				{
					pChildItem = cJSON_GetObjectItem(pSubItem,"text");  //获取天气信息。多云
					if(pChildItem != NULL)
					{
						utf8str = pChildItem->valuestring;
						SwitchToGbk((const u8*)utf8str,strlen(utf8str),(u8 *)gbkstr,&len);
						Show_Str(220,25,lcddev.width,lcddev.height,(u8 *)gbkstr,16,0);  //显示多云
					}
					memset(utf8str,0,50);
					memset(gbkstr,0,50);
					
					pChildItem = cJSON_GetObjectItem(pSubItem,"code");              //获取气象代码
					if(pChildItem != NULL)
					{
						gbkstr = pChildItem->valuestring;
						show_weather_icon((u8 *)gbkstr,0);                           //根据气象代码，更新图片
					}
					memset(gbkstr,0,50);
					
					pChildItem = cJSON_GetObjectItem(pSubItem,"temperature");     //获取温度信息
					if(pChildItem != NULL)
					{
						gbkstr = pChildItem->valuestring;
						temperature = str2int((u8 *)gbkstr);
						gui_show_num(140,22,2,RED,54,temperature,0x80);
						printf("wendu = %d\r\n",temperature);
					}
			}
		
			pSubItem = cJSON_GetObjectItem(pItem,"last_updated");
				if(pSubItem != NULL)		
				{
				    gbkstr =pSubItem->valuestring;
					
					 LCD_ShowString(0,92,200,20,12,(u8*)gbkstr);
					 printf("1day_updata_time = %s\r\n",(u8*)gbkstr);
				}
			
			
			}
			cJSON_Delete(pItem);
		}
	}
	cJSON_Delete(root);
	myfree(SRAMIN,root);
	myfree(SRAMIN,pSub);
	myfree(SRAMIN,pItem);
	myfree(SRAMIN,pSubItem);
	myfree(SRAMIN,pChildItem);
	myfree(SRAMIN,arrayItem);
	myfree(SRAMIN,pr);
	myfree(SRAMIN,utf8str);
	myfree(SRAMIN,gbkstr);
	myfree(SRAMIN,file);
	myfree(SRAMIN,asc2_5427);
	return 0;
}

时间数据获取和校准

源码:

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u8 get_beijing_time(void)
{
	u8 *p;
	u8 res;
	
	u8 *resp;
	u8 *p_end;
	
//	u8 ipbuf[16]; 	//IP缓存
	p=mymalloc(SRAMIN,40);							//申请40字节内存
	sprintf((char*)p,"AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",%s",TIME_SERVERIP,TIME_PORTNUM);    //配置目标TCP服务器
	res = atk_8266_send_cmd(p,"OK",200);//连接到目标TCP服务器
	if(res==1)
	{
		myfree(SRAMIN,p);
		return 1;
	}
	delay_ms(300);
	atk_8266_send_cmd("AT+CIPMODE=1","OK",100);      //传输模式为：透传	
//	atk_8266_get_wanip(ipbuf);//获取WAN IP

	USART3_RX_STA=0;
	atk_8266_send_cmd("AT+CIPSEND","OK",100);         //开始透传
	printf("start trans...\r\n");
	u3_printf("GET http://api.k780.com/?app=life.time&appkey=58173&sign=4e67ab8533b30580e584c8b9f0a6cc50&format=json\n\n");	
	delay_ms(20);//延时20ms返回的是指令发送成功的状态
//	atk_8266_at_response(1);
	USART3_RX_STA=0;	//清零串口3数据
	delay_ms(1000);
//	atk_8266_at_response(0);
	if(USART3_RX_STA&0X8000)		//此时再次接到一次数据，为时间的数据
	{ 
		USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA&0X7FFF]=0;//添加结束符
	} 

             resp="datetime_2";
             p_end = (u8*)strstr((char*)USART3_RX_BUF,(char*)resp);
						 p = p_end-11; //确定串口数据中时间的起止位，如"datetime_1":"2021-03-31 20:09:07","datetime_2":"2021 中
	
					   nwt.hour = ((*p - 0x30)*10 + (*(p+1) - 0x30));			      
					   nwt.min = ((*(p+3) - 0x30)*10 + (*(p+4) - 0x30));
					   nwt.sec = ((*(p+6) - 0x30)*10 + (*(p+7) - 0x30));
					
					   nwt.year = ((*(p-11) - 0x30)*1000 + (*(p-10) - 0x30)*100+ (*(p-9) - 0x30)*10+ (*(p-8) - 0x30)); 
					   nwt.month = ((*(p-6) - 0x30)*10 + (*(p-5) - 0x30));
					   nwt.date = ((*(p-3) - 0x30)*10 + (*(p-2) - 0x30));
//使用指针方法获取时分秒年月日 				
					   RTC_Set(nwt.year,nwt.month ,nwt.date ,nwt.hour ,nwt.min,nwt.sec); //使用RTC函数设置时间  
					
					   printf("nwt.year = %d\r\n",nwt.year);
					   printf("nwt.month = %d\r\n",nwt.month);
					   printf("nwt.date = %d\r\n",nwt.date);
					   printf("nwt.hour = %d\r\n",nwt.hour);
					   printf("nwt.min = %d\r\n",nwt.min);
					   printf("nwt.sec = %d\r\n",nwt.sec);
	 //		打印时分秒年月日数据
     //		parse_now_time();//	Cjson方法解析时间数据
		
	atk_8266_quit_trans();//退出透传
	atk_8266_send_cmd("AT+CIPCLOSE","OK",50);         //关闭连接
	myfree(SRAMIN,p);
	return 0;
}

实验现象

微信配网实物图

综合调试串口

硬件实物图

注意事项

  1. 4.3寸和7寸屏需要比较大电流,USB供电可能不足,请用外部电源适配器(推荐外接12V 1A电源)。
  2. 本例程在LCD_Init函数里面(在ILI93xx.c),用到了printf,如果不初始化串口1,将导致液晶无法显示!!
  3. 字库更新时,需自备标准SD卡一张(即大卡,也可以用TF卡+卡套)，并拷贝光盘:SD卡根目录文件里面的所有内容到SD卡根目录,然后将SD卡插到开发板。
  4. 对于战舰V3开发板,P8需要用跳线短接:PB10(TX)与GBC_RX，PB11(RX)与GBC_TX。
  5. 如果触摸屏不准，请按住KEY0不放，然后按复位，松开复位，进入触摸屏校准。此时松开KEY0，执行校准，即可对屏幕进行校准。
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