【STM 32】之智能鞋柜

聪聪聪 · 发表于 2016-8-29 00:43:29

本帖最后由 Genius 于 2016-8-31 14:38 编辑

简介：参加完省赛，终于有时间来发帖子。报名了一个月，终于完成了智能鞋柜的制作，在制作过程中一点一点的积攒经验，也非常感谢给予帮助的人，有些地方还需要改进，请多指教，下面慢慢整理材料，发帖。原创申明：转载请注明出处：http://club.gizwits.com/thread-3381-1-1.html
作者：来自聪聪聪团队
【开源硬件】机智云智能硬件创新大赛 http://club.gizwits.com/thread-2646-1-1.html

[项目名称]智能鞋柜
[项目简述]本项目是在基于STM32开发一款无线控制，多方面检测的智能健康鞋柜，通过测量鞋柜内环境的各种参数，自主进行除臭，杀菌，烘干等工作，也可通过APP进行无线控制等。项目主要基于STM32F103ZET6上开发，TFT屏显示，用esp8266-01WIFI模块作为传输部分，用各类传感器来测量鞋柜内环境，从而控制鞋柜内一些电器的工作。[本贴的目录]
1.项目设计的目的
2.项目硬件设计的流程
3.项目软件设计的流程
4.项目的外观照片和APP照片
5.项目实现的功能
6.项目的创新点
7.结语
附录
[项目内容]本项目包括硬件控制部分，软件APP控制部分
MCU程序主要使用keil5开发，APP软件主要使用eclipse开发，使用机智云平台作为云服务器。

1.项目设计的目的

虽然市场上已经慢慢出现健康家居产品，但经我们小组的调查研究，鞋柜系列产品还没出现可远程控制，自动功能，针对上诉情况，我们小组设计了智能鞋柜这款产品，比如冬天温度冷，下雨天湿鞋，鞋子发臭，可以自动帮你搞定，充分保护你的脚健康。

2.项目硬件设计的流程

图2-1 项目设计流程
如图2-1为项目设计的流程图，鞋柜硬件设计包括制作一个STM32F103ZET6的最小系统的扩展板，搭载一个2.8寸的显示屏，实时显示鞋柜内环境的情况和电器的工作状态。比如说用DHT11测量鞋柜内的温湿度，用DS18B20测量鞋柜外环境的温度。实时显示开关门的情况，杀菌消毒的情况，烘干加温的情况。制作一个220V转5V的电源模块，加热模块，杀菌消毒模块。

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg
图2-2 智能鞋柜的方框图

本项目的功能系统的方框图如图2-2，主要由STM32主控板、温湿度模块DHT11、温度传感器DS18B20、MQ135气体传感器、MR995舵机、加热模块（PTC加热片）、杀菌/消毒模块、电源模块、无线WIFI模块ESP8266等9大部分组成。

STM32主控板：是系统的核心，其处理能力强大，拓展潜力巨大，负责处理模块间的交流，负责收集温度，湿度，气体浓度，通过无线WIFI与APP进行交流，发送数据，控制杀菌，消毒与加热功能。

温度：用于测量鞋柜内温度与鞋柜外温度。

湿度：用于测量鞋柜内湿度。

MQ135：用于测量鞋柜内臭味浓度（硫化氢，氨气）。

舵机：用于控制门的开关。

加热模块：用于烘干与恒温功能。

杀菌/消毒模块：用于杀菌与消毒功能。

照明模块：开门自动开启LED灯照明。

电源模块：用于220V转5V电流供电，还有备用电源自动转换。

3、项目软件设计的流程

本系统软件设计包含MCU端程序设计和手机端APP软件设计两部分。MCU设计中尽可能采用寄存器编程与模块化编程，使程序效率更高，体积更小，系统更稳定。通过对STM32的数据手册进行深入研究，尽可能让程序更适合ARM架构的特性，充分发挥芯片的功能。提高系统的质量。

下列图3-1展示了MCU主程序的流程图，其中不包含外部中断与定时器中断设置。图2-2展示了手机APP端的流程图，是APP端的主控制页面，其中包含的丰富的实用功能，增加了系统的实用性。

图3-1MCU主程序图

APP制作主要在于界面的优化与功能的增加，比如主界面，跳转界面，还有一些温馨提示和警告弹窗。另外我们还加入了天气预报在APP中，方便用户查看出门时的天气情况，我们还在APP里面加了一些健康知识。下面是APP界面的图片。

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg图3-2 手机APP界面

4.项目的外观照片和APP照片

APP部分照片

项目演示：

http://player.youku.com/player.php/sid/XMTcwNTE3MzU2NA==/v.swf

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聪聪聪 · 发表于 2016-9-2 09:12:57

本帖最后由聪聪聪于 2016-9-2 09:16 编辑

想再分享下开发过程中遇到的一点问题：
刚接触wifi入网可能会不知道怎么弄，先得看懂协议，协议那部分真的看了好几天才看懂了一点
mcu开发可能主要是数值的分辨率，传输数据的错乱，注意mcu的数据点要跟你建立的数据点，生成的那份文档中的数据点顺序要一致
APP开发原来没接触过Android 的可以照着机智云给的DEMO仿写数据点，可以直接屏蔽他原来的定义的部分，然后就会出错，就可以照着出错的部分，写自己的数据点。界面优化就看自己的了。
上面只是自己弄的以及团队弄的遇到的问题，本身还是一个菜鸟学生，欢迎交流

聪聪聪 · 发表于 2016-8-29 22:13:03

本帖最后由 Genius 于 2016-8-31 11:36 编辑

5、项目实现的功能
1.测量到鞋柜内的温湿度，臭味浓度，室内的温度。
2.利用app远程操控鞋柜门开关，自动开关灯。
3.操纵杀菌消毒功能开关。
4.除湿功能：我们的智能鞋柜除湿有两种方式，一种是利用app直接开启烘干功能除湿，还有一种恒温模式可以让柜内一直保持35℃的恒温。
5.检测异常自动调节功能，当鞋柜内湿度到达60%时，柜内的加热片就会自动加热除湿直至湿度下降至原来水平；当鞋柜内异味气体浓度到达3%时，柜内的负离子和紫外灯会同时打开祛除鞋子异味直至下降至原来水平。
6.定时除湿和烘干，可以在app中设定好时间让鞋柜开始除湿和烘干，到时间它就会自动关闭。
7.检测气体异味浓度，判断鞋子当前的洁净度并将信息反馈回app从而提示你清洁你的鞋子。

6.项目的创新点
1.本产品与市场上售卖的鞋柜相比较，改进之处在于自己会自动工作，能自动除湿，除臭。
2.智能鞋柜利用带加热片和风扇，温度稳定，加热均匀，能全方面烘干鞋子。
3.对比现在市面上的多数鞋机采用的是定时加热，时间不可控，而经过设计的这一款智能能够鞋柜内的运行时间处于用户控制状态，用户想要控制多少分钟就控制多少分钟。
4.相比较市场上鞋柜杀菌、消毒利用的是臭氧的不同，我们的产品采用紫外灯和负离子双重杀菌消毒，不用担心臭氧泄露，危害人体健康。双重杀菌、消毒的效果更明显，紫外灯可以照射到鞋子表面，负离子可以流动鞋子中，更充分为用户的鞋子杀菌。
5.对于市场上了解的鞋柜，都没有远程控制装置，而我们为这款智能鞋柜开发了一个app使得鞋柜能和远程端互相通信连接，做到远程控制，随时检测，让用户可以几乎脱离柜子上的按键实现远程控制。
6.我们这款智能鞋柜制作成本低，鞋柜整体实际成本不到150块，实际投入生产可以降低更多成本，实现大规模生产销售，进入家庭应用中。

7.结语
参赛的一个多月，学到了很多，也非常感谢给予我们小组帮助的人，产品也有写不足的地方，上位机、微信开发还在继续学习。照片太忙忘记了拍制作时的照片，视频录的比较匆忙，不足之处敬请谅解。

附录A：元器件清单
STM32F103ZET6 芯片       1块；
2.8寸TFT 液晶显示屏       1块；
温湿度传感器DHT11          1块；
温度传感器DS18B20          1块；
气体传感器MQ-135          1块；
ESP8266 WIFI 模块          1块；
舵机MG995                1个；
LED灯                   若干；
电阻                      若干个；
5V转3.3V降压模块          2个；
220V转5V稳压模块          1个；
继电器模块                5块；
5V充电模块                1块；
3.3V升5V升压模块          1块；
紫外灯                   1盏；
加热片                   1块；
风扇                      1个；
负离子发生器             1个；
轻触开关                   1个；
干电池                   2个；

附录B：视频与MCU源码链接    回帖可见
智能鞋柜视频链接：http://v.youku.com/v_show/id_XMTcwNTE3MzU2NA==.html

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附录C：部分原理图

图一 ESP8266-01WIFI模块原理图

图二 5V转3.3V原理图