基于华为云物联网平台设计的浇花神器（STM32设备）

1. 前言

随着社会的不断发展和人们生活水平的逐渐提高，人们逐渐追求高质量的生活，很多人都会选择在家里或办公室种植一些花卉以净化家庭空气，陶冶情操，但是很多人忙于工作、学习、出差、旅游或者一些其他的原因，不能及时地对花卉进行照料，短时间内导致很多花卉因缺水分而影响正常生长，长时间不照料有些名贵的花卉直接死亡。基于上述状况，提出了此基于物联网的智慧浇花系统。该系统采用工业级高精度土壤温湿度传感器采集花盆中的突然温湿度，环境的温度湿度，通过ESP8266 WIFI实时上传当前的土壤温湿度、环境光照度等数据到华为云物联网云平台，可以通过 app实时查看花卉的土壤湿度、环境温度等信息，并且本地通过OLED显示屏实时显示这些信息，可以设定某种花适宜的生长的土壤湿度条件，实现自动控制给花浇水，即能让花卉生长在适宜的湿度下，与目前市场上的自动浇花系统相比，该系统的特点具有远程控制，低成本、极高的资源利用率、操作简单和反应灵敏等。

2. 整体系统设计

主控MCU选择STM32F103芯片，通过土壤湿度传感器、环境温湿度传感器，检测整个周边环境信息，再通过ESP8266 WIFI传递到物联网平台。程序里可以预设湿度阀值，当检测到土壤湿度低于阀值就自动浇花。在手机APP上可以实现远程控制水泵浇花，本地在搭载一个TFT小尺寸显示屏，可以实时显示测量检测的数据，在办公室里也可以通过TFT彩屏显示屏解周围环境的信息。

3. 应用侧软件运行效果

4. 硬件运行效果

5. 创建产品、设备

6.硬件核心代码–ESP8266

#include "esp8266.h"
u8 ESP8266_IP_ADDR[16]; //255.255.255.255
u8 ESP8266_MAC_ADDR[18]; //硬件地址
/*
函数功能: ESP8266命令发送函数
函数返回值:0表示成功  1表示失败
*/
u8 ESP8266_SendCmd(char *cmd)
{
    u8 i,j;
    for(i=0;i<10;i++) //检测的次数--发送指令的次数
    {
        USARTx_StringSend(USART2,cmd);
        for(j=0;j<100;j++) //等待的时间
        {
            delay_ms(50);
            if(USART2_RX_FLAG)
            {
                USART2_RX_BUFFER[USART2_RX_CNT]='\0';
                USART2_RX_FLAG=0;
                USART2_RX_CNT=0;
                if(strstr((char*)USART2_RX_BUFFER,"OK"))
                {
                    return 0;
                }
            }
        }
    }
    return 1;
}

/*
函数功能: ESP8266硬件初始化检测函数
函数返回值:0表示成功  1表示失败
*/
u8 ESP8266_Init(void)
{
    //退出透传模式
    USARTx_StringSend(USART2,"+++");
    delay_ms(100);
     //退出透传模式
    USARTx_StringSend(USART2,"+++");
    delay_ms(100);
    return ESP8266_SendCmd("AT\r\n");
}

/*
函数功能: 一键配置WIFI为AP+TCP服务器模式
函数参数:
char *ssid  创建的热点名称
char *pass  创建的热点密码 （最少8位）
u16 port    创建的服务器端口号
函数返回值: 0表示成功 其他值表示对应错误值
*/
u8 ESP8266_AP_TCP_Server_Mode(char *ssid,char *pass,u16 port)
{
    char *p;
    u8 i;
    char ESP8266_SendCMD[100]; //组合发送过程中的命令
    /*1. 测试硬件*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT\r\n"))return 1;
    /*2. 关闭回显*/
    if(ESP8266_SendCmd("ATE0\r\n"))return 2;
    /*3. 设置WIFI模式*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=2\r\n"))return 3;
    /*4. 复位*/
    ESP8266_SendCmd("AT+RST\r\n");
    delay_ms(1000);
    delay_ms(1000);
    delay_ms(1000);
    /*5. 关闭回显*/
    if(ESP8266_SendCmd("ATE0\r\n"))return 5;
    /*6. 设置WIFI的AP模式参数*/
    sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CWSAP=\"%s\",\"%s\",1,4\r\n",ssid,pass);
    if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 6;
    /*7. 开启多连接*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT+CIPMUX=1\r\n"))return 7;
    /*8. 设置服务器端口号*/
    sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CIPSERVER=1,%d\r\n",port);
    if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 8;
    /*9. 查询本地IP地址*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT+CIFSR\r\n"))return 9;
    //提取IP地址
    p=strstr((char*)USART2_RX_BUFFER,"APIP");
    if(p)
    {
        p+=6;
        for(i=0;*p!='"';i++)
        {
            ESP8266_IP_ADDR[i]=*p++;
        }
        ESP8266_IP_ADDR[i]='\0';
    }
    //提取MAC地址
    p=strstr((char*)USART2_RX_BUFFER,"APMAC");
    if(p)
    {
        p+=7;
        for(i=0;*p!='"';i++)
        {
            ESP8266_MAC_ADDR[i]=*p++;
        }
        ESP8266_MAC_ADDR[i]='\0';
    }
    
    //打印总体信息
    printf("当前WIFI模式:AP+TCP服务器\n");
    printf("当前WIFI热点名称:%s\n",ssid);
    printf("当前WIFI热点密码:%s\n",pass);
    printf("当前TCP服务器端口号:%d\n",port);
    printf("当前TCP服务器IP地址:%s\n",ESP8266_IP_ADDR);
    printf("当前TCP服务器MAC地址:%s\n",ESP8266_MAC_ADDR);
    return 0;
}

/*
函数功能: TCP服务器模式下的发送函数
发送指令: 
*/
u8 ESP8266_ServerSendData(u8 id,u8 *data,u16 len)
{
    u8 i,j,n;
    char ESP8266_SendCMD[100]; //组合发送过程中的命令
    for(i=0;i<10;i++)
    {
        sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CIPSEND=%d,%d\r\n",id,len);
        USARTx_StringSend(USART2,ESP8266_SendCMD);
        for(j=0;j<10;j++)
        {
            delay_ms(50);
            if(USART2_RX_FLAG)
            {
                USART2_RX_BUFFER[USART2_RX_CNT]='\0';
                USART2_RX_FLAG=0;
                USART2_RX_CNT=0;
                if(strstr((char*)USART2_RX_BUFFER,">"))
                {
                    //继续发送数据
                    USARTx_DataSend(USART2,data,len);
                    //等待数据发送成功
                    for(n=0;n<200;n++)
                    {
                        delay_ms(50);
                        if(USART2_RX_FLAG)
                        {
                            USART2_RX_BUFFER[USART2_RX_CNT]='\0';
                            USART2_RX_FLAG=0;
                            USART2_RX_CNT=0;
                            if(strstr((char*)USART2_RX_BUFFER,"SEND OK"))
                            {
                                return 0;
                            }
                         }            
                    }   
                }
            }
        }
    }
    return 1;
}

/*
函数功能: 配置WIFI为STA模式+TCP客户端模式
函数参数:
char *ssid  创建的热点名称
char *pass  创建的热点密码 （最少8位）
char *p     将要连接的服务器IP地址
u16 port    将要连接的服务器端口号
u8 flag     1表示开启透传模式 0表示关闭透传模式
函数返回值:0表示成功  其他值表示对应的错误
*/
u8 ESP8266_STA_TCP_Client_Mode(char *ssid,char *pass,char *ip,u16 port,u8 flag)
{
    char ESP8266_SendCMD[100]; //组合发送过程中的命令
    //退出透传模式
    //USARTx_StringSend(USART2,"+++");
    //delay_ms(50);
    /*1. 测试硬件*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT\r\n"))return 1;
    /*2. 关闭回显*/
    if(ESP8266_SendCmd("ATE0\r\n"))return 2;
    /*3. 设置WIFI模式*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1\r\n"))return 3;
    /*4. 复位*/
    ESP8266_SendCmd("AT+RST\r\n");
    delay_ms(1000);
    delay_ms(1000);
    delay_ms(1000);
    /*5. 关闭回显*/
    if(ESP8266_SendCmd("ATE0\r\n"))return 5;
    /*6. 配置将要连接的WIFI热点信息*/
    sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"\r\n",ssid,pass);
    if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 6;
    /*7. 设置单连接*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT+CIPMUX=0\r\n"))return 7;
    /*8. 配置要连接的TCP服务器信息*/
    sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",%d\r\n",ip,port);
    if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 8;
    /*9. 开启透传模式*/
    if(flag)
    {
       if(ESP8266_SendCmd("AT+CIPMODE=1\r\n"))return 9; //开启
       if(ESP8266_SendCmd("AT+CIPSEND\r\n"))return 10;  //开始透传
       if(!(strstr((char*)USART2_RX_BUFFER,">")))
       {
            return 11;
       }
        //如果想要退出发送:  "+++"
    }
    
    printf("WIFI模式:STA+TCP客户端\r\n");
    printf("Connect_WIFI热点名称:%s\r\n",ssid);
    printf("Connect_WIFI热点密码:%s\r\n",pass);
    printf("TCP服务器端口号:%d\r\n",port);
    printf("TCP服务器IP地址:%s\r\n",ip);
    return 0;
}


/*
函数功能: TCP客户端模式下的发送函数
发送指令: 
*/
u8 ESP8266_ClientSendData(u8 *data,u16 len)
{
    u8 i,j,n;
    char ESP8266_SendCMD[100]; //组合发送过程中的命令
    for(i=0;i<10;i++)
    {
        sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CIPSEND=%d\r\n",len);
        USARTx_StringSend(USART2,ESP8266_SendCMD);
        for(j=0;j<10;j++)
        {
            delay_ms(50);
            if(USART2_RX_FLAG)
            {
                USART2_RX_BUFFER[USART2_RX_CNT]='\0';
                USART2_RX_FLAG=0;
                USART2_RX_CNT=0;
                if(strstr((char*)USART2_RX_BUFFER,">"))
                {
                    //继续发送数据
                    USARTx_DataSend(USART2,data,len);
                    //等待数据发送成功
                    for(n=0;n<200;n++)
                    {
                        delay_ms(50);
                        if(USART2_RX_FLAG)
                        {
                            USART2_RX_BUFFER[USART2_RX_CNT]='\0';
                            USART2_RX_FLAG=0;
                            USART2_RX_CNT=0;
                            if(strstr((char*)USART2_RX_BUFFER,"SEND OK"))
                            {
                                return 0;
                            }
                         }            
                    }   
                }
            }
        }
    }
    return 1;
}


审核编辑：汤梓红