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一、熱帶魚缸控制系統(tǒng)

1.題目要求

部件：
主控：STM32
顯示：OLED
溫度：防水型DS18B20
渾濁度：TSW-30
光照：光敏電阻
無線通信：藍牙
繼電器5（換水、加熱、增氧、喂食、補光）
聲光報警：蜂鳴器+LED
按鍵5

主要功能需求：

1、實時監(jiān)測水溫、水體渾濁度、光照強度，并顯示在OLED屏幕上。

2、通過藍牙模塊將監(jiān)測到的各項數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾CAPP，實現(xiàn)遠程監(jiān)控，同時可以通過手機進行遠程控制。

3、水溫、光照低于閾值或渾濁度高于閾值開啟聲光報警。當渾濁度超過閾值，自動開啟換水；光照低于閾值，開啟補光；水溫低于閾值，開啟加熱。

4、通過按鍵可以開啟增氧、喂食，以及修改溫度、渾濁度和光照強度的閾值。

2.思路

主控是STM32，這里我們選擇常用的STM32F103C8T6單片機

顯示：OLED

顯示的內(nèi)容比較多1個界面可能不夠顯示，所以用多個界面，界面切換選擇按鍵切換

溫度：防水型DS18B20

渾濁度：TSW-30（proteus仿真沒有該傳感器，所以采用滑動變阻器模擬）

光照：光敏電阻

無線通信：藍牙

繼電器*5（換水、加熱、增氧、喂食、補光）和 聲光報警：蜂鳴器+LED

按鍵*5

通過按鍵手動開啟/關(guān)閉增氧，手動開啟/關(guān)閉喂食，這里兩個按鍵
要修改溫度，渾濁度，光照強度的閾值，一共3個閾值，選擇用1個按鍵來切換選擇的閾值，另外2個按鍵增大/減小閾值，這里三個按鍵。

3.電路仿真

3.1 未仿真

3.2 開始仿真，顯示屏顯示水溫、渾濁度、光照強度等值

3.3 當水溫低于閾值，開啟加熱并聲光報警

3.4 當渾濁度高于閾值，開啟自動換水并聲光報警

3.5 當光照低于閾值，開啟補光并聲光報警

3.6 手動開啟增氧和喂食

3.7 遠程監(jiān)控水溫等數(shù)據(jù)，遠程控制增氧喂食以及修改溫度閾值等

遠程監(jiān)控水溫，渾濁度，光照強度等數(shù)據(jù)

遠程控制打開增氧，關(guān)閉增氧

遠程控制打開喂食，關(guān)閉喂食

按下切換按鍵，切換為設(shè)置溫度閾值界面，更改溫度閾值為50

按下切換按鍵，切換為設(shè)置渾濁度閾值界面，更改溫度閾值為66

按下切換按鍵，切換為設(shè)置光照閾值界面，更改溫度閾值為80

4.仿真程序

4.1 程序說明

主控芯片：STM32F103C8
HSI：64MHZ
Systick： 1ms

渾濁度傳感器：ADC（PA0）

光照傳感器：LDR（PA2）

DS18B20溫度傳感器：DAT（PA4）

模擬藍牙模塊（Uart1）：9600（PA9：tx1，PA10：rx1）

聲光報警：BUZZER（PA15）

按鍵：
KEY1（PB0）
KEY2（PB1）
KEY3（PB2）
KEY2（PB3）
KEY5（PB4）

換水：RELAY1（PB6）
加熱：RELAY2（PB7）
增氧：RELAY3（PB8）
喂食：RELAY4（PB9）
補光：RELAY5（PB10）

OLED顯示屏：SCL（PB14），SDA（PB15）

串口協(xié)議
舉例如發(fā)送*Temp50，即設(shè)置溫度閾值位50度
*TempXX 設(shè)置溫度閾值 XX取值為0-99
*MuddXX 設(shè)置渾濁度閾值 XX取值為0-99
*IlluXX 設(shè)置光照閾值 XX取值為0-99
*oxygX 開啟/關(guān)閉增氧 X取值為0-1
*feedX 開啟/關(guān)閉喂食 X取值為0-1
*Read 遠程監(jiān)控水溫、水體渾濁度、光照強度等數(shù)據(jù)，

4.2 主程序

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "Drv_UserSystem.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
/*** @brief  main function.* @param  none* @retval none*/
int main(void)
{UserSystemInit();//用戶配置初始化		while (1){			if(stSysTime.flg._10ms + TEN_MILLISECOND < Time_millis()) //10ms{stSysTime.flg._10ms = Time_millis();	Key_Scan();//按鍵掃描					}	if(stSysTime.flg._50ms + FIFTY_MILLISECOND < Time_millis()) //50ms{stSysTime.flg._50ms = Time_millis();ADC_Scan();//采集渾濁度和光照強度				}				if(stSysTime.flg._100ms + BEST_MILLISECOND < Time_millis()) //100ms{stSysTime.flg._100ms = Time_millis();		DS18B20_Collect_data();//DS18B20采集溫度數(shù)據(jù)					OLED_Handel();//OLED顯示			Forewarning_Handel();//預(yù)警函數(shù)		Receive_data_Handel();//數(shù)據(jù)接收判斷				IWDG_ReloadCounter();//清開門狗 				}				}
}

4.3 OLED顯示程序

/******************************************************************************** 函數(shù)名：OLED_Handel* 描述  ：OLED顯示* 輸入  ：void* 輸出  ：void* 調(diào)用  ：初始化* 備注  ：100ms
*******************************************************************************/
void OLED_Handel(void)
{  	if(ADC_Flag){	if(Threshold_switching == 0){OLED_Show_Character(1,1,0,16);//水OLED_Show_Character(1,2,1,16);//溫		OLED_Show_Character(1,3,2,16);//:	OLED_ShowNum(1,7,Temp_High,2);	OLED_ShowString(1, 9, ".");	OLED_ShowNum(1,10,Temp_Low,1);	OLED_Show_Character(1,6,3,16);//°OLED_ShowString(1, 13, "C");OLED_Show_Character(2,1,4,16);//渾OLED_Show_Character(2,2,5,16);//度OLED_Show_Character(2,3,6,16);//度				OLED_Show_Character(2,4,2,16);//:OLED_ShowNum(2,9,ADC1_Value,2);	OLED_ShowString(2, 11, "%");			OLED_Show_Character(3,1,7,16);//光OLED_Show_Character(3,2,8,16);//照OLED_Show_Character(3,3,9,16);//強OLED_Show_Character(3,4,10,16);//度		OLED_Show_Character(3,5,2,16);//:		OLED_ShowNum(3,11,ADC2_Value,2);	OLED_ShowString(3, 13, "%");}else if(Threshold_switching == 1){OLED_Show_Character(1,1,0,16);//水OLED_Show_Character(1,2,1,16);//溫		OLED_Show_Character(1,3,11,16);//閾OLED_Show_Character(1,4,12,16);//值					OLED_Show_Character(1,5,2,16);//:	OLED_ShowNum(1,11,Temp_Threshold,2);	OLED_Show_Character(1,7,3,16);//°OLED_ShowString(1, 15, "C");				}else if(Threshold_switching == 2){OLED_Show_Character(1,1,4,16);//渾OLED_Show_Character(1,2,5,16);//度OLED_Show_Character(1,3,6,16);//度		OLED_Show_Character(1,4,11,16);//閾OLED_Show_Character(1,5,12,16);//值					OLED_Show_Character(1,6,2,16);//:	OLED_ShowNum(1,13,ADC1_Threshold,2);	OLED_ShowString(1, 15, "%");				}	else if(Threshold_switching == 3){	OLED_Show_Character(1,1,7,16);//光OLED_Show_Character(1,2,8,16);//照					OLED_Show_Character(1,3,11,16);//閾OLED_Show_Character(1,4,12,16);//值					OLED_Show_Character(1,5,2,16);//:	OLED_ShowNum(1,13,ADC2_Threshold,2);	OLED_ShowString(1, 15, "%");				}			}			
}

4.4 串口指令程序

/******************************************************************************** 函數(shù)名：Send_Cmd1* 描述  ：設(shè)置溫度閾值* 輸入  ：void* 輸出  ：void* 調(diào)用  ：需要時調(diào)用* 備注  ：舉例如發(fā)送*Temp50，即設(shè)置溫度閾值位50度*******************************************************************************/
void Send_Cmd1(void)
{uint8_t i = 0; variable1 = (AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+5])*10+AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+6]));if(variable1 < 99){Temp_Threshold = variable1;printf("手機設(shè)置的溫度閾值 = %d\r\n",Temp_Threshold);	}else{printf("手機設(shè)置的溫度閾值超出設(shè)置范圍 \r\n");			}
}/******************************************************************************** 函數(shù)名：Send_Cmd2* 描述  ：設(shè)置水體渾濁度閾值* 輸入  ：void* 輸出  ：void* 調(diào)用  ：需要時調(diào)用* 備注  ：*******************************************************************************/
void Send_Cmd2(void)
{uint8_t i = 0;variable2 = (AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+5])*10+AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+6]));if(variable2 < 99){ADC1_Threshold = variable2;printf("手機設(shè)置的水體渾濁度閾值 = %d\r\n",ADC1_Threshold);	}	else{printf("手機設(shè)置的水體渾濁度閾值超出設(shè)置范圍 \r\n");			}	
}/******************************************************************************** 函數(shù)名：Send_Cmd3* 描述  ：設(shè)置光照閾值* 輸入  ：void* 輸出  ：void* 調(diào)用  ：需要時調(diào)用* 備注  ：*******************************************************************************/
void Send_Cmd3(void)
{uint8_t i = 0;variable3 = (AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+5])*10+AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+6]));if(variable3 < 99){ADC2_Threshold = variable3;printf("手機設(shè)置的光照閾值 = %d\r\n",ADC2_Threshold);}		else{printf("手機設(shè)置的光照閾值超出設(shè)置范圍 \r\n");			}	
}/******************************************************************************** 函數(shù)名：Send_Cmd4* 描述  ：開啟/關(guān)閉增氧 * 輸入  ：void* 輸出  ：void* 調(diào)用  ：需要時調(diào)用* 備注  ：*******************************************************************************/
void Send_Cmd4(void)
{uint8_t i = 0;variable4 = AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+5]);if(variable4 == 0){Relay3_Off();	printf("關(guān)閉增氧\r\n");}		else if (variable4 == 1){Relay3_On();			printf("打開增氧 \r\n");			}	else {printf("手機設(shè)置的供氧模式超出設(shè)置范圍 \r\n");			}
}/******************************************************************************** 函數(shù)名：Send_Cmd5* 描述  ：開啟/關(guān)閉喂食* 輸入  ：void* 輸出  ：void* 調(diào)用  ：需要時調(diào)用* 備注  ：*******************************************************************************/
void Send_Cmd5(void)
{uint8_t i = 0;variable5 = AsciiToHex(uart1_rx_buf[i+5]);if(variable5 == 0){Relay4_Off();	printf("關(guān)閉喂食\r\n");}		else if (variable5 == 1){Relay4_On();			printf("打開喂食 \r\n");			}	else {printf("手機設(shè)置的喂食模式超出設(shè)置范圍 \r\n");			}
}/******************************************************************************** Function    : Receive_data_Handel* Description : 數(shù)據(jù)接收判斷* Input       : 無* Return      : 無* Call        : 100ms* Others      :*******************************************************************************/
void Receive_data_Handel(void)
{uint8_t i = 0;if(uart1_rx_finsh){	  for(i = 0;i< 20; i++){if(uart1_rx_buf[i] == '*')	{switch(uart1_rx_buf[i+1]){case  'T':Send_Cmd1();break;//*TempXX		case  'M':Send_Cmd2();break;//*MuddXXcase  'I':Send_Cmd3();break;//*IlluXX		case  'o':Send_Cmd4();break;//*oxygX		case  'f':Send_Cmd5();break;//*feedX		case  'R':Printf_Task();break;//*Read							default:break;							}							}}uart1_rx_finsh = 0;	uart1_rx_count = 0;memset(uart1_rx_buf,0,RX_MAX_NUM);				}	
}/******************************************************************************** Function    : Printf_Task* Description : 打印數(shù)據(jù)任務(wù)* Input       : 無* Return      : 無* Call        : 1s* Others      :*******************************************************************************/
void Printf_Task(void)
{if(ADC_Flag){	printf("水溫=%d.%d 水體渾濁度=%d 光照強度=%d\r\n",Temp_High,Temp_Low,ADC1_Value,ADC2_Value);	}
}

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二、總結(jié)

今天主要講了基于STM32的熱帶魚缸控制系統(tǒng)的設(shè)計。

感謝你的觀看！