基于【立创·梁山派开发板】智能窗帘控制系统项目

* 设计要求与指标

技术要求
（1）雨滴传感器模块：用于检测雨滴；
（2）光线强度传感器模块：用于检测光线强度；
（3）红外接收模块和蓝牙模块，用于遥控控制；
（4）步进电机模块：用于窗户窗帘驱动。

技术指标
（1）可以通过红外\蓝牙遥控与语音设置是否打开自动模式；
（2）在自动模式下，当光照强度很高时，自动展开窗帘；当光照强度很低时，自动关闭窗帘；
（3）在自动模式下，当检测到大量雨滴时，自动展开窗帘，此优先级比光照检测高；
（4）在任何时候，可以通过红外\蓝牙遥控或语音命令展开与关闭窗帘，并关闭自动模式；
（5）主控芯片接收到数据后，驱动电机运转，现实智能窗帘窗户系统。

* 实物图片

* 电路设计

主控电路

电源电路

对应实物

1. 雨滴检测电路

对应实物

2. 光照检测电路

对应实物

3. 红外接收电路

对应实物

4. 蓝牙控制电路

对应实物

5. 语音控制电路

对应实物

烧录

通过官方的教程配置语音识别固件后，使用软件HLK-M-Updata-Tool和硬件ch340下载器进行烧录

1. 连线，断开5V-GND
   
   这里GND选择雨滴传感器的GND接口
   
2. 打开烧录工具，选择需要烧录的文件【.bin】
   
3. 点击烧录

4. 连接5V-GND，这里是插入跳线帽，等待烧录完成

6. 步进电机驱动电路

对应实物

* PCB绘制

* 程序设计

主函数

主要变量

#define Rain_Value_Max 42
#define Light_Value_Max 60
#define Light_Value_Min 10
#define ADC_Max 4095
#define Motor_Step_Max 597
#define Motor_Step_Min 2

uint8_t Mode_Flag = 1;//0-auto 1-mamual
uint16_t Rain_New = 0;
uint16_t Light_New = 0;
unsigned char voice_buff[4][5] = 
{
	{0xaa,0x55,0x01,0x55,0xaa},//当前为自动模式
	{0xaa,0x55,0x02,0x55,0xaa},//当前为手动模式
	{0xaa,0x55,0x03,0x55,0xaa},//窗帘已打开
	{0xaa,0x55,0x04,0x55,0xaa} //窗帘已关闭
};

int main(void)
{
	nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2);  //优先级分组
	systick_config();                                  //滴答定时器初始化
	usart_gpio_config(9600U);                          //串口0 => PC
	usart_2_gpio_config(9600U);                        //串口2 <= other device
	hlk_usart_init(9600U);                             //串口1 语音识别模块引脚初始化 
	raindrop_and_light_config();                       //ADC2 PF6 PF8初始化
	stepper_motor_config();                            //步进电机初始化
	stepper_motor_timer_config();                      //步进电机 定时器5初始化
        infrared_goio_config();                            //红外接收初始化
	Curtain_Reset();                                   //窗帘复位
	while(1) 
	{
                //自动模式
		Auto_Mode();
                 //手动模式
		Manual_Mode();
	}
}

自动模式

void Auto_Mode(void)
{
	if(Mode_Flag == 0)//自动模式
	{
		//获取最新雨滴数据
		Rain_New = (1-(float)Get_ADC_Value(BSP_RAINDROP_ADC_CHANNEL)/ADC_Max)*100;
		//获取最新光照数据
		Light_New = (1-(float)Get_ADC_Value(BSP_LIGHT_ADC_CHANNEL)/ADC_Max)*100;
		if(Rain_New >= Rain_Value_Max)        
		{
			//打开窗帘
			Curtain_Open();
		}
		else
		{
			if(Light_New >= Light_Value_Max)
			{
				//打开窗帘
				Curtain_Open();
			}
			else if(Light_New <= Light_Value_Min)
			{
				//关闭窗帘
				Curtain_Close();
			}
		}
	}
}

手动模式

{
	//红外遥控操作
	Read_Infrared();
	//语音识别操作
	voice_anakysis_data();
	//蓝牙遥控操作
	BlueTeeth_Ctrol();
}

红外遥控函数

红外遥控按键值

/*
【CH-】:0xa2   【CH】  :0x62   【CH+】 :0xe2
【<<】 :0x22   【>>】  :0x02   【>|】  :0xc2
【-】  :0xe0   【+】   :0xa8   【EQ】  :0x90
【0】  :0x68   【100+】:0xa8   【200+】:0xb0
【1】  :0x30   【2】   :0x18   【3】   :0x7a
【4】  :0x10   【5】   :0x38   【6】   :0x5a
【7】  :0x42   【8】   :0x4a   【9】   :0x52
*/

void Read_Infrared(void)
{
	if(get_infrared_command() != 0)
	{
		switch(get_infrared_command())
		{
			case 0x22://【<<】 打开窗帘
				Curtain_Open();
				hlk_usart_send_hex(voice_buff[2],5);
			break;
			case 0x02://【>>】 关闭窗帘
				Curtain_Close();
				hlk_usart_send_hex(voice_buff[3],5);
			break;
			case 0xe0://【-】 自动模式
				hlk_usart_send_hex(voice_buff[0],5);
				Mode_Flag = 0;
			break;
			case 0xa8://【+】  手动模式
				hlk_usart_send_hex(voice_buff[1],5);
				Mode_Flag = 1;
			break;
		}
		//步进电机限位判断
		Motor_Stop_Judgement(step_count);
		clear_infrared_command();
	}
}

语音识别函数

unsigned char voice_anakysis_data(void)
{
	unsigned char ret = 0;
	if( rx_flag == 1 )//接收到语音命令
	{
		rx_flag = 0;
		switch( rx_data )//根据语音命令确定对应的动作
		{
			case 0x01://开窗帘
				Mode_Flag = 1;
				Curtain_Open();
			break;
			case 0x02://关窗帘
				Mode_Flag = 1;
				Curtain_Close();
			break;
			case 0x03://自动模式
				Mode_Flag = 0;
			break;
			case 0x04://手动模式
				Mode_Flag = 1;
			break;                        
		}
		ret = 1;
		//清除当前数据
		clear_hlk_rx_buff();
	}
	//步进电机限位判断
	Motor_Stop_Judgement(step_count);
	return ret;
}

蓝牙遥控函数

void BlueTeeth_Ctrol(void)
{
	if(g_recv_complete_flag)
	{
		g_recv_complete_flag = 0;
		
		if(g_recv_buff[0] == '0')
		{
			Curtain_Open();//打开窗帘
			Mode_Flag = 1;//手动模式
		}
		if(g_recv_buff[0] == '1')
		{
			Curtain_Reset();//打开窗帘
			Mode_Flag = 1;//手动模式
		}
		if(g_recv_buff[0] == '2')
		{
			Mode_Flag = 1;//手动模式
		}
		if(g_recv_buff[0] == '3')
		{
			Mode_Flag = 0;//自动模式
		}
		memset(g_recv_buff,0,g_recv_length);
		g_recv_length = 0;
	}
}

步进电机相关函数

/* 模式选择 0 => 顺时针   1 => 逆时针  2 => 停止 */
void Motor_Mode(uint8_t mode)
{
	if(mode == 0)
	{
		//开启顺时针旋转
		motor_cw_flag = 1;
		motor_ccw_flag = 0;
	}
	else if(mode == 1)
	{
		//开启逆时针旋转
		motor_cw_flag = 0;
		motor_ccw_flag = 1;
	}
	else
	{
		//停止
		motor_cw_flag = 0;
		motor_ccw_flag = 0;
		Motor_Stop();
	}
}

/*窗帘复位*/
void Curtain_Reset(void)
{
	//当步数没有达到599时，那么步数++到599
	while(step_count < Motor_Step_Max)
	{
		Motor_Mode_Flag = 0;
	}
	motor_ccw_flag = 0;
	Motor_Stop();
}

/*窗帘打开*/
void Curtain_Open(void)
{
	if(step_count>Motor_Step_Min)
	{
		step_count = Motor_Step_Max;
		Motor_Mode_Flag = 1;
	}
	else
	{
		Motor_Mode_Flag = 2;
	}
}

/*窗帘关闭*/
void Curtain_Close(void)
{
	if(step_count < Motor_Step_Max)
	{
		Motor_Mode_Flag = 0;
	}
	else
	{
		Motor_Mode_Flag = 2;
	}
}

/*步进电机停止判断*/
void Motor_Stop_Judgement(int num)
{
	if(motor_cw_flag == 1)
	{
		if(num >= Motor_Step_Max)
		{
			motor_ccw_flag = 0;
			Motor_Stop();
		}
	}
	if(motor_ccw_flag == 1)
	{
		if(num <= 0)
		{
			motor_cw_flag = 0;
			Motor_Stop();
		}
	}
}

完整代码见附件

演示视频

https://www.bilibili.com/video/BV19N411H7nu/

存在的问题

1. PCB绘制时，一对40P排母放错位置。解决：用杜邦线连接扩展版排母与梁山派开发板排针相应的引脚，更改了实物整体的高度

2. ...