STM32开发实例_基于STM32单片机的智能路灯系统(电路图+程序+流程图)24-32-133

一.系统概述

智能路灯控制系统,具有以下核心功能:
1. 核心控制器与时钟功能:使用STM32F103单片机作为系统的核心控制器。系统内置时钟功能,用于时间管理和定时控制。
2. 显示与按键设定:OLED显示屏用于实时显示采集到的各种数据信息。按键模块允许用户设定路灯亮的时间段以及其他参数的阈值。
3. 路灯控制逻辑:在用户设定的时间内,路灯保持常亮。非设定时间内根据环境智能调节亮度。
4. 传感器数据采集与控制:红外光电传感器检测是否有人经过,光照传感器采集环境光照强度,声音传感器检测环境中的声音,空气质量传感器监测空气质量,超声波测距模块检测经过的人和车的速度,ADXL345传感器采集路灯杆的倾角。
5. 报警与上位机通信:在定时模式内,若光照传感器检测到灯未亮,则触发蜂鸣器报警并将报警信息发送至上位机。非定时时间内,当红外传感器检测到人且声音传感器检测到声音时,路灯会亮起并在人离开后自动熄灭。当空气质量超过设定阈值时,控制路灯亮起。如果ADXL345传感器检测到路灯杆倾角过大,会触发蜂鸣器报警并发送报警信息到上位机。超声波测距模块检测到超速时,会控制蜂鸣器报警提醒。

二.电路设计

电路图采用Altium Designer进行设计:
1. 通过STM32F103C8T6单片机作为系统主控,最小系统电路是整个电路的核心;
2. 通过0.96寸的OLED12864进行数据显示,采用IIC总线的形式与单片机进行通信;
3. 通过DS1302实现时钟定时,并通过SDA、SCK、DAT三个引脚与单片机进行连接;
4. 使用光敏电阻模块进行光强检测,传感器的模拟端与单片机的模拟输入端相接;
5. 使用MQ-135进行空气质量检测并将模块的模拟输出脚与单片机的模拟输入脚相接;
6. 使用HC-SR04超声波测距模块进行速度检测,并通过Echo(超声波接收脚)和Trig(超声波发射脚)与单片机的GPIO脚进行连接;
7. 使用ADXL345加速度传感器进行车辆的晃动检测,并采用IIC总线与单片机进行通信;
8. 使用KY-037声音传感器进行声音检测,模块的模拟输出脚与单片机的模拟输入脚进行连接;
9. 使用蜂鸣器进行报警,蜂鸣器采用的有源蜂鸣器,使用NPN三极管进行蜂鸣器进行驱动;
10. 通过ESP8266-01S将检测到数据上传到上位机,通过UART串口与单片机进行通信;
11. 通过0.96寸的OLED12864进行数据显示,采用IIC总线的形式与单片机进行通信。

三.程序设计 

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "adc.h"
#include "math.h"
#include "key.h"
#include "OLED_I2C.h"
#include "Beep_Led_Relay.h"
#include "Control_Report_To_Police.h"
/************************************************
版权:小常硬件
公众号:微信搜索“小常硬件“在公众号免费下载相关资料
************************************************/

int main(void)
 {	

	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2:2位抢占优先级,2位响应优先级
	delay_init();	    	 //延时函数初始化	
	 
	Beep_init();						//pB8
	Beep=0;//
	Led0_init();						//PA11
	Led0_0=0;
	KEY1_Init();
	TIM4_Init(300,7200);
	OLED_Init();            //OLED初始化

	Adc_Init();       		 				//PB0 light
	Adc_Init1();       		 				//PB1 kongqi
	Hcsr04_Timer2_Init();				  //PA9 PA10	 
	E18_D80_Init();								//PA1 PA0 shegnyin
	DS1302_GPIO_Init_Write_Time();//PA5 PA6 PA7
	while(ADXL345_IIC_GPIO_Init())//PB10 PB11	 
		
	delay_ms(500);
	OLED_CLS();              //OLED清屏
	OLED_ShowCN(8,2,0);			//小常硬件
	OLED_ShowCN(32,2,1);
	OLED_ShowCN(56,2,2);
	OLED_ShowCN(80,2,3);
	OLED_ShowCN(32,5,4);
	OLED_ShowCN(56,5,5);
	delay_ms(500);
	 
	ALi_ESP8266_GPIO_Init();
	MQTT_Buff_Init();
  AliIoT_Parameter_Init();
  
	while(1)
	{
      OLED_Display_Cotrol(); //显示控制函数
	}	 
} 


四.资料内容

<think>好的,用户想设计一个基于STM32路灯监控系统,需要实现方案、图示、代码示例。首先,我需要整理系统的主要组成部分。根据用户提供的引用内容,STM32微控制器适合这种应用,因为它高性能且低功耗[^1]。另外,参考智能医疗监控系统的结构,可能包括传感器、通信模块和执行器[^2]。 路灯监控系统应该包括环境光传感器、人体红外传感器、通信模块(比如Wi-Fi或LoRa)、继电器控制路灯开关,以及电源管理。需要确定这些硬件如何连接,比如传感器通过GPIO或ADC接口,继电器通过GPIO控制,通信模块可能用UART或SPI。 接下来是系统架构图。需要画出STM32作为核心,连接各个模块。可能需要使用流程图工具,但用户可能需要文字描述,所以得用文本描述结构,比如分感知层、控制层、通信层和应用层。 然后是代码示例。用户提供的例子是Python的快速排序,但这里需要STM32的代码,可能用C语言,基于HAL库。初始化部分包括GPIO、ADC、UART等。主循环中读取传感器数据,判断光照和人体信号,控制继电器。此外,通信部分发送状态数据。 还需要考虑可能的问题,比如传感器误触发,通信稳定性,低功耗设计。优化方法可能包括软件滤波、心跳包机制、休眠模式。 最后生成相关问题,帮助用户深入理解,比如硬件选型、通信协议、低功耗设计、故障处理等。</think>### 基于STM32路灯监控系统实现方案 #### 1. 系统设计框图 ``` [感知层] [控制层] [通信层] [应用层] 环境光传感器 → STM32微控制器 → Wi-Fi/LoRa模块 → 云平台/手机APP 人体红外传感器 → (数据采集与逻辑控制) → 继电器控制模块 ← (远程控制指令) ``` #### 2. 硬件组成 - **主控单元**:STM32F4系列(如STM32F407VET6),集成ADC/DAC/PWM等外设 - **传感器模块**: - BH1750光照传感器(I2C接口) - HC-SR501人体红外传感器(GPIO输入) - **执行单元**: - 继电器模块(GPIO输出控制) - PWM调光电路(可选) - **通信模块**: - ESP8266 Wi-Fi模块(AT指令/UART接口) - LoRa模块(SPI接口,适用于远距离) - **电源管理**:LM2596降压模块(12V转5V/3.3V) #### 3. 核心代码示例(STM32Cube HAL库) ```c // 光照传感器数据读取(BH1750) float ReadLightIntensity(void) { uint8_t buffer[2]; HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, BH1750_ADDR, buffer, 2, 100); return (buffer[0]<<8 | buffer[1]) / 1.2; // 单位: lux } // 继电器控制函数 void ControlRelay(GPIO_PinState state) { HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, RELAY_PIN, state); } // 主循环逻辑 while (1) { float lux = ReadLightIntensity(); uint8_t human_flag = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, PIR_PIN); if (lux < 50 || human_flag) { // 环境暗或检测到人体 ControlRelay(GPIO_PIN_SET); // 开灯 SendToCloud("LIGHT_ON"); // 上报状态 } else { ControlRelay(GPIO_PIN_RESET); // 关灯 SendToCloud("LIGHT_OFF"); } HAL_Delay(1000); } ``` #### 4. 关键实现技术 1. **低功耗设计**: - 使用STM32的Stop模式(停机电流约20μA) - 配置RTC唤醒定时器(1分钟间隔采样) - 代码示例: ```c HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI); ``` 2. **通信协议设计**: - 采用MQTT协议上传数据到云平台 - 数据格式示例: ```json { "device_id": "ST_LIGHT_001", "timestamp": 1718000000, "lux": 32.5, "status": "ON", "human_detect": true } ``` 3. **可靠性增强**: - 软件看门狗(IWDG)防死机 - 传感器数据滑动平均滤波 - 继电器状态反馈检测 #### 5. 典型应用场景 1. 城市道路智能照明(根据车流量自动调节亮度) 2. 园区路灯远程监控(通过云平台批量管理) 3. 太阳能路灯系统(结合充放电管理)
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