【STM 32】之智能温控器（PCB、MCU源码和APP源码下载）

夏天罂粟 · 发表于 2016-8-19 19:47:39

本帖最后由 Genius 于 2017-4-28 12:12 编辑

智能温控器特点：能够使办公环境更舒适，空调更节能，自动调节温湿度，这一切后建筑更绿色…
原创声明，转载请注明出处：http://club.gizwits.com/thread-3332-1-1.html
机智云智能硬件创新大赛：http://club.gizwits.com/thread-2646-1-1.html
作者：夏天罂粟看到机智云的这个活动有点晚，犹豫是否要参加一下这个活动。不管是否能完成，我申请几块开发板了，支持一下机智云，同时也熟悉一下机智云的各个开发环节，后面会提出一些建议

。周日（8月14日）才把PCB投出，周四回来焊接组装，正在调试。言归正传，我要做的是一个简单实用的产品。智能温控器。

产品功能：控制中央空调风机盘管的通断阀，风机高中低转速。

应用环境：楼宇中央空调的风机盘管控制，可以运用于写字楼、工厂等环境。

应用场景：

（1）夏天天气温度比较高，早上到办公室打开办公室空调，室内温度需要很长时间才能降下来。用户可以通过智能温控器把中央空调提前打开。

（2）有时候下班时忘记关闭空调，可以通过手机软件关闭，或者在温控器设置定时关闭。

（3）办公室、厂房空间比较大，温控器采样温度与出口温度不一致，用户可以通过手机软件设定温度和风速进行微调。

（4）为了防止有人故意把空调温度设置过低或者过高，可以通过手机APP将面板进行锁定。

（5）结合机智云平台数据分析，物业利用温控器的开通时间进行合理收费，不需要根据办公面积收费。

后面会陆续把原理图、PCB、软件代码、APP的UI和APP代码上传上来。

[ 项目名称 ] 基于STM32和esp8266的智能温控器
[ 项目概述 ] 主要用于控制中央空调的风机。
[ 硬件准备 ] 机智云gokit2开发板，壳体，烙铁和示波器等等。
[ 使用软件环境 ]

单片机开发：KEIL5.1

UI设计：AI

APP设计：Android Studio 2
[ 相关源码 ] 原理及PCB、MCU源码、APP源码（基于Android Studio2）

原理及PCB

ELC_CTRL_MB(v0.1).rar (1.83 MB, 下载次数: 4231)

MCU源码

code.rar (7.28 MB, 下载次数: 5190)

APP源码（基于Android Studio2）

smartThermostat.rar (26.71 MB, 下载次数: 14969)

Gokit2.rar (12.7 MB, 下载次数: 10198)

如果您需要Gokit APP for Android Studio源码，请投我一票，6号夏天** 智能温控器 我将发送给你。谢谢! 投票页面

[ 项目介绍 ]

(1) 视频1操作

http://v.youku.com/v_show/id_XMTY5NTMxNjk3Mg==.html

(2) 视频2 设备调试

http://v.youku.com/v_show/id_XMTY5NTMxNzA1Ng==.html

(3) 视频3 设备调试

http://v.youku.com/v_show/id_XMTY5NTMxNzEwOA==.html

(4) 做好的APP界面（基于GOkit的APP进行修改，还是用的机智云）

[ 详细介绍 ]
   一、体系结构图
                  二、硬件篇（主要器件、BOM表和原理图）
                  三、硬件篇（焊接完成）
                  四、设备数据点定义篇
                  五、MCU代码篇
                  六、APP界面UI部分
   七、APP程序篇（陆续补充中）

一、体系结构图

这里所说的温控器是楼宇中央空调的控制面板，是比较常见的面板。传统面板不带通讯模块，及时有也是RS485，用来统一控制，没有实质和用户打交道。

这款智能温控器是在传统温控器基础之上增加了WIFI模块，用户通过APP或微信控制更加人性化，更加简单。

（1）智能温控器通过WIFI连接到机智云服务器，用户可以通过APP来设置和控制中央空调。

（2）用户可以远程开启和关闭办公室空调。

（3）管理员可以查看大楼空调运行情况，可以根据开启时间收费。

（4）可以和楼宇BA控制系统对接，提升大楼智能化水平。

（5）可以通过微信将设备控制权分享给同事。

目标： 办公环境更舒适，空调更节能，这一切后建筑更绿色…

二、硬件篇(结构图、原理图和主要BOM)

产品内部系统结构图

1 电源DCDC部分
12V转4.5V。开关电源是12V输出，继电器用的是12V类型的

2、主芯片
Stm32F103C8T6

3、晶振

4、Cypress的触摸芯片

5、电平转换芯片

6、段式液晶驱动芯片

7、蜂鸣器驱动

8、ESP8266WIFI模块

主要BOM器件和成本估算

方案总体成本估算 60+元

1 MCU stm32 5元

2 触摸芯片 2元

3 LCD驱动芯片 2元

4 LCD段式液晶 4元

5 NTC热敏电阻 1+元

6 继电器型号 7A？ 5+元

7 液晶背光板（含液晶背光） 3元

8 WIFI模块 12元

9开关电源及 DCDC 12元

10蜂鸣器 1元

11 壳体 10元

三、硬件篇（焊接完成）
（1）补充一下PCB布板图反面

（2）PCB正面

（3）PCB 的3D图

（4）PCB焊接完成

（5）PCB焊机水平还不错吧。能看到ST和乐鑫的芯片模块。

（6）和电源主板相连接（借用公司的电源板，上面有开关电源、继电器和DCDC）

（7）PCB正面，触摸区域，NTC热敏电阻和段式液晶LCD

（8）点亮OK了，帅吧。壳体是阿里上的公模

[size=0.83em]IMG_1958.JPG (1.36 MB, 下载次数: 0)
下载附件

[color=rgb(153, 153, 153) !important]4 天前上传

下片把MCU代码资源上传上来。期待着！！

四、设备数据点定义篇
   温控器主要的操作有
    （1）冷水阀、热水阀的通断（四管制），用户理解就是制冷制热
   （2）风速高中低三速调整
   （3）温度调节
   （4）WIFI功能模式切换，softAP 和 airlink模式
   （5）故障上报
   （6）面板锁定（手机下发命令）
   （7）低温保护，低于5摄氏度时启动空调

下图为设备数据点图

五、MCU代码篇
（1）MCU程序整体部分

（2）MCU程序用户处理部分

（3）串口事件部分

（4）处理用户部分代码
void userHandle(void)
{
uint8_t ret  = 0;
static uint32_t lcdLastTimer = 0;
static uint32_t capLastTimer = 0;
static uint8_t last_cap=0;
uint8_t cap_id=0;
static uint16_t cap_time_count=0;
      static uint16_t cap_time_count1=0;
   if((gizwitsGetTimerCount()-lcdLastTimer) > LCD_TIME_MAX) //timeout = 2S
   {
                              touch_scan();

            static uint8 power_on=0;
            ReadADCPoll(&temperature_c);
            if(0x00 == power_on)
            {
                  power_on=1;
                  memset_my(g_showBuff, 0x00, sizeof(g_showBuff));
         //       show_mode_signal();
                  return;
            }
            show_temperature(temperature_c.cur_temp, RT);
            show_mode_signal();
         // show_time();                   //20160122时间不准，去掉显示时间
            lcd_reload();
            if(temperature_c.backlight > 0)
            {
                  temperature_c.backlight--;
                  lcd_backlight(temperature_c.backlight);
            }

            if(temperature_c.sync_delay > 0)
            {
                  temperature_c.sync_delay--;
                  if(0x00 == temperature_c.sync_delay)
                  {
                     temperature_c.sync_flag = 1;
                  }
            }

      lcdLastTimer = gizwitsGetTimerCount();
   }

   if((gizwitsGetTimerCount()-capLastTimer) > CAP_SCAN_PERIOD) //timeout = 2S
   {
               auto_rev_opt(&temperature_c);
               led_buzzer_ctrl(0,0);
      cap_id=GET_TOUCH_NUMBER();
      if (last_cap!=cap_id)
      {
            last_cap =cap_id;
      }
      else
      {
            if (0!=cap_id)
            {
            cap_pad[cap_id- 1].touch = 1; //for relay ctrl
            led_buzzer_ctrl(logicch2phych[cap_id-1],1);
            led_buzzer_ctrl(5,1);
            }
      }
      if (cap_id == 1)
      {
            cap_time_count++;
            if (cap_time_count > 5000 / CAP_SCAN_PERIOD)
            {
               gizwitsSetMode(SoftAp_Mode);
               cap_time_count = 0;
               lcd_init();
            }
      } else
      {
            cap_time_count = 0;
      }

      if (cap_id == 4)
      {
            cap_time_count1++;
            if (cap_time_count1 > 5000 / CAP_SCAN_PERIOD)
            {
               gizwitsSetMode(AirLink_Mode);
               cap_time_count1 = 0;
               lcd_init();
            }
      } else
      {
            cap_time_count1 = 0;
      }
               capLastTimer = gizwitsGetTimerCount();
   }

}

（5）功能为触摸按键检测、温度检测和 LCD刷新代码部分

void smart_frame(uint8_t cmd[],uint8_t buff[])
{
uint8_t data[5],state=0;
      if ((cmd[0]!=9)&&(cmd[0]!=6)) return ;
if (cmd[1]!=3) return ;
      if (cmd[3]!=0) return ;
      if (cmd[4]!=0) return ;
      IWDG->KR=0xaaaa;
smart_frame_buff *wifi_data = (smart_frame_buff *)buff;
if (wifi_data->action==0x02)
{
      //read;
   send_state_frame();
      //state|=((temperature_c.temp_param.mode<<2)&0x12);
}
if (wifi_data->action==0x01)
{
      if (wifi_data->attrr_flags&0x01)
      {
         temperature_c.temp_param.on_off=(((wifi_data->attrr_value_L & 0x01)!=0 )?1:0);
      }
      if (wifi_data->attrr_flags&0x02)
      {
         temperature_c.temp_param.lock=(((wifi_data->attrr_value_L&0x02)!=0)?1:0);
      }
      if (wifi_data->attrr_flags&0x04)
      {
         temperature_c.temp_param.mode=((wifi_data->attrr_value_L&0x0c)>>2);
      }
      if (wifi_data->attrr_flags&0x08)
      {
         temperature_c.temp_param.speed=((wifi_data->attrr_value_L&0x30)>>4);
      }
      if (wifi_data->attrr_flags&0x16)
      {
         temperature_c.temp_param.limit_t=BIN2BCD(wifi_data->attrr_value_H);
      }
      //write
            led_buzzer_ctrl(5,1);
            temperature_c.backlight = 60;
      ctrl_reply();
}
}

详细代码请查阅本主题帖代码附件，谢谢！

六、APP界面UI部分

（1）登陆界面，取名智能温控器。还有一个小绿叶，

。

（2）控制界面
主要模式切换，温度调整、风速调节和面板锁定。

绿色代表环保。

夏天罂粟 · 发表于 2016-8-21 10:00:36

本帖最后由夏天罂粟于 2016-8-22 20:04 编辑

二、硬件篇(结构图、原理图和主要BOM)

产品内部系统结构图

1 电源DCDC部分
12V转4.5V。开关电源是12V输出，继电器用的是12V类型的

2、主芯片
Stm32F103C8T6

3、晶振

4、Cypress的触摸芯片

5、电平转换芯片

6、段式液晶驱动芯片

7、蜂鸣器驱动

8、ESP8266WIFI模块

主要BOM器件和成本估算

方案总体成本估算 60+元

1 MCU stm32 5元

2 触摸芯片 2元

3 LCD驱动芯片 2元

4 LCD段式液晶 4元

5 NTC热敏电阻 1+元

6 继电器型号 7A？ 5+元

7 液晶背光板（含液晶背光） 3元

8 WIFI模块 12元

9开关电源及 DCDC 12元

10蜂鸣器 1元

11 壳体 10元

夏天罂粟 · 发表于 2016-8-22 16:56:38

夏天罂粟发表于 2016-8-21 10:00
二、硬件篇

产品内部系统结构图

三、硬件篇（焊接完成）
（1）补充一下PCB布板图反面

（2）PCB正面

（3）PCB 的3D图

（4）PCB焊接完成

（5）PCB焊机水平还不错吧。能看到ST和乐鑫的芯片模块。

（6）和电源主板相连接（借用公司的电源板，上面有开关电源、继电器和DCDC）

（7）PCB正面，触摸区域，NTC热敏电阻和段式液晶LCD

（8）点亮OK了，帅吧。壳体是阿里上的公模

下片把MCU代码资源上传上来。期待着！！

夏天罂粟 · 发表于 2016-8-22 17:23:32

夏天罂粟发表于 2016-8-22 16:56
三、硬件篇（焊接完成）
（1）补充一下PCB布板图反面

四、设备数据点定义篇
   温控器主要的操作有
    （1）冷水阀、热水阀的通断（四管制），用户理解就是制冷制热
   （2）风速高中低三速调整
   （3）温度调节
   （4）WIFI功能模式切换，softAP 和 airlink模式
   （5）故障上报
   （6）面板锁定（手机下发命令）
   （7）低温保护，低于5摄氏度时启动空调

下图为设备数据点图

夏天罂粟 · 发表于 2016-8-22 17:40:47

本帖最后由夏天罂粟于 2016-8-22 17:44 编辑

夏天** 发表于 2016-8-22 17:23
四、设备数据点定义篇
温控器主要的操作有
（1）冷水阀、热水阀的通断（四管制），用户理解 ...

五、MCU代码篇
（1）MCU程序整体部分

（2）MCU程序用户处理部分

（3）串口事件部分

（4）处理用户部分代码
void userHandle(void)
{
uint8_t ret  = 0;
static uint32_t lcdLastTimer = 0;
static uint32_t capLastTimer = 0;
static uint8_t last_cap=0;
uint8_t cap_id=0;
static uint16_t cap_time_count=0;
      static uint16_t cap_time_count1=0;
   if((gizwitsGetTimerCount()-lcdLastTimer) > LCD_TIME_MAX) //timeout = 2S
   {
                              touch_scan();

            static uint8 power_on=0;
            ReadADCPoll(&temperature_c);
            if(0x00 == power_on)
            {
                  power_on=1;
                  memset_my(g_showBuff, 0x00, sizeof(g_showBuff));
         //       show_mode_signal();
                  return;
            }
            show_temperature(temperature_c.cur_temp, RT);
            show_mode_signal();
         // show_time();                   //20160122时间不准，去掉显示时间
            lcd_reload();
            if(temperature_c.backlight > 0)
            {
                  temperature_c.backlight--;
                  lcd_backlight(temperature_c.backlight);
            }

            if(temperature_c.sync_delay > 0)
            {
                  temperature_c.sync_delay--;
                  if(0x00 == temperature_c.sync_delay)
                  {
                     temperature_c.sync_flag = 1;
                  }
            }

      lcdLastTimer = gizwitsGetTimerCount();
   }

   if((gizwitsGetTimerCount()-capLastTimer) > CAP_SCAN_PERIOD) //timeout = 2S
   {
               auto_rev_opt(&temperature_c);
               led_buzzer_ctrl(0,0);
      cap_id=GET_TOUCH_NUMBER();
      if (last_cap!=cap_id)
      {
            last_cap =cap_id;
      }
      else
      {
            if (0!=cap_id)
            {
            cap_pad[cap_id- 1].touch = 1; //for relay ctrl
            led_buzzer_ctrl(logicch2phych[cap_id-1],1);
            led_buzzer_ctrl(5,1);
            }
      }
      if (cap_id == 1)
      {
            cap_time_count++;
            if (cap_time_count > 5000 / CAP_SCAN_PERIOD)
            {
               gizwitsSetMode(SoftAp_Mode);
               cap_time_count = 0;
               lcd_init();
            }
      } else
      {
            cap_time_count = 0;
      }

      if (cap_id == 4)
      {
            cap_time_count1++;
            if (cap_time_count1 > 5000 / CAP_SCAN_PERIOD)
            {
               gizwitsSetMode(AirLink_Mode);
               cap_time_count1 = 0;
               lcd_init();
            }
      } else
      {
            cap_time_count1 = 0;
      }
               capLastTimer = gizwitsGetTimerCount();
   }

}

（5）功能为触摸按键检测、温度检测和 LCD刷新代码部分

void smart_frame(uint8_t cmd[],uint8_t buff[])
{
uint8_t data[5],state=0;
      if ((cmd[0]!=9)&&(cmd[0]!=6)) return ;
if (cmd[1]!=3) return ;
      if (cmd[3]!=0) return ;
      if (cmd[4]!=0) return ;
      IWDG->KR=0xaaaa;
smart_frame_buff *wifi_data = (smart_frame_buff *)buff;
if (wifi_data->action==0x02)
{
      //read;
   send_state_frame();
      //state|=((temperature_c.temp_param.mode<<2)&0x12);
}
if (wifi_data->action==0x01)
{
      if (wifi_data->attrr_flags&0x01)
      {
         temperature_c.temp_param.on_off=(((wifi_data->attrr_value_L & 0x01)!=0 )?1:0);
      }
      if (wifi_data->attrr_flags&0x02)
      {
         temperature_c.temp_param.lock=(((wifi_data->attrr_value_L&0x02)!=0)?1:0);
      }
      if (wifi_data->attrr_flags&0x04)
      {
         temperature_c.temp_param.mode=((wifi_data->attrr_value_L&0x0c)>>2);
      }
      if (wifi_data->attrr_flags&0x08)
      {
         temperature_c.temp_param.speed=((wifi_data->attrr_value_L&0x30)>>4);
      }
      if (wifi_data->attrr_flags&0x16)
      {
         temperature_c.temp_param.limit_t=BIN2BCD(wifi_data->attrr_value_H);
      }
      //write
            led_buzzer_ctrl(5,1);
            temperature_c.backlight = 60;
      ctrl_reply();
}
}

详细代码请查阅本主题帖代码附件，谢谢！

夏天罂粟 · 发表于 2016-8-22 17:54:56

本帖最后由夏天罂粟于 2016-8-31 01:07 编辑

夏天** 发表于 2016-8-22 17:40
五、MCU代码篇
（1）MCU程序整体部分

六、APP界面UI部分

（1）登陆界面，取名智能温控器。还有一个小绿叶，

。

（2）控制界面
主要模式切换，温度调整、风速调节和面板锁定。

绿色代表环保。

七、智能温控器APP设计

（1）环境搭建

官方提供APP源码是基于Eclipse版本，发现ANDROID Studio 2非常强大，谷歌的确很厉害，就想法设法把源码导入到AS2里，最后发现开发APP还是很方便的。借助机智云的帮助文档，请教了同事，自己再捣鼓，期间遇到了不少问题，最后解决了。

本人提供Gokit2源码，无需再花费精力导入了，有问题欢迎指出来。

（2）程序结构

用户只对界面编写和提供APP必要信息，一个简单APP就完成了。

（3）添加APP必要信息

在\java\com\gizwits\openSource\CommonModule\GosConstant.java文件中修改自己在

// 在机智云开发者账号下申请的App_ID
public static final String App_ID ="6a790993c68c4ca1a35542c3da5fa4dd";
// 在机智云开发者账号下申请的App_Screct(必须与上述App_ID对应)
public static final String App_Screct = "05948ea8c30f47b7aa021b7d26e10ddd";
// 在机智云开发者账号下创建的产品ProductKey

public static final String device_ProductKey = "164286c6b98a4ff3bfc2e934d5c2bfdd";

（4） APP的UI

将做好的界面切图，生成PNG格式，保存在drawable-xhdpi文件夹中。

然后在layout中编写界面，格式xml。

（5）如果是简单的界面，可以直接用Design界面进行拖拉。

如果比较复杂，在text中编写，一般新手会在这儿费力气，建议先学习一下格式，我也花费不少时间。这个地方Android Studio优势就明显了，无需运行就能看到界面。

就说明一下智能按钮（雪花），这是一个图片，没有搞多复杂。<ImageView
android:id="@+id/mode_cool" // ID名称 JAVA代码中需要用到
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:gravity="center"
android:src="@drawable/cool"/> // 图片名称，保存在drawable-xhdpi文件夹中

（6）程序实现

就拿Gokit源码中\ControlModule\GosDeviceControlActivity.java进行了修改

举个简单按钮，按键制冷模式。

在初始化initViews()里对按键进行初始化，
modeCool = (ImageView) findViewById(R.id.mode_cool);

在初始化事件里initEvents()对按键进行监听

modeCool.setOnClickListener(new OnClickListener() { @Override
public void onClick(View v) {
  try {
            sendJson(KEY_MODE, 0); //发送数据到机智云
               modeSet.setText("制冷");

         } catch (JSONException e) {

      e.printStackTrace();    }
}

});

这样按键功能就实现了。

如果需要更新按键状态，handler里case UPDATE_UI:

增加对某个要刷新数据。

Handler handler = new Handler() {

（7）关于调试

可以利用机智云的虚拟设备进行调试APP，这个是非常方便的。硬件没有问题了，再进行联调，这样好确定问题点在哪儿。

APP要写东西太多了，我只能简单写写。如果有什么新体会后面再补充。