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本系统主控芯片采用STM32F103C8T6，采集DHT11温度、湿度数据、MQ-2烟雾传感器数据实时在OLED显示屏上显示、当烟雾浓度超过阀值时，可以通过SIM800C向指定手机号码发送短信。
一、环境介绍
MCU: STM32F103C8T6
GSM模块: SIM800C
开发软件: Keil5
MQTT协议采用OneNet的旧版协议，登录OneNet控制台创建应用时要选择旧版本。
二、硬件与需求
一块STM32F103C8T6最小系统板。
一块OLED显示屏
一个DHT11温湿度传感器
一个MQ-2可燃气体传感器
一个SIM800C模块
软件要求
采集DHT11温度、湿度数据、采集MQ-2烟雾传感器数据实时在OLED显示屏上显示、当烟雾浓度超过阀值时，可以通过SIM800C向指定手机号码发送短信。
并需要使用SIM800C连接GPRS网络，将温度、湿度、烟雾浓度上传到OneNet服务器进行可视化显示。
三、核心代码
3.1 main.c
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 功能描述 : 智能环境检测系统
// 时间 : 20190605
// 版本 : v3.3
// 版权所有，盗版必究。
//Copyright(C) DS小龙哥 2016 - 2020
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include <stdio.h>
#include "dht11.h"
#include "oled.h"
#include "adc.h"
#include "timer.h"
#include "sim800c.h"
#include "gps.h"
/*
DTH11接线说明:
VCC---3.3V
GND---GND
DAT---PA5
MQ-2接线说明:
VCC---3.3V
GND---GND
AO----PB0
使用IIC接口的OLED显示屏接线说明:
GND---GND
VCC---3.3V
SDA---PB7
SCL---PB6
使用SPI接口的OLED显示屏接线说明:
GND---GND
VCC---3.3V
D0-----PB5
D1-----PB6
RES----PB7
DC-----PB8
CS-----PB9
SIM800C接线说明:
GND----GND
PA2----SIM800C_RXD
PA3----SIM800C_TXD
CH340模块接线说明:
GND----GND
RX-----PA9
GPS接线说明: (波特率需要根据GPS模块实际情况进行修改)
GND----GND
VCC---3.3V
PB11----GPS_TX
*/
u8 dht11_temp,dht11_humi;
u32 time_cnt=0;
u32 OneNet_Sendtime=0;
u8 data_select=0; //发送的数据选择
u8 DisplayState=0;
char DisplayDataBuffer[20];
u16 MQ_2; //存放ADC的数据
void DisplayPage1(void); //第一页
void DisplayPage2(void); //第二页
//烟雾超标提示
u8 sim800c_buff[]="MQ-2 smoke exceeded";
char tmp_buffer[100];
double Longitude=103.718463; //经度
double latitude=36.107013; //纬度
int main(void)
{
u8 state;
USART_X_Init(USART1,72,115200); //串口初始化
printf("串口初始化完成!\r\n");
OLED_Init(); //OLED显示屏初始化
ADC1_Init();
if(DHT11_Init())printf("DHT11检测错误!\r\n");
TIM2_Init(72,20000);//辅助串口3接收，超时时间为20ms
USART_X_Init(USART2,36,9600); //可能的波特率(测试): 57600 、9600、115200
USART_X_Init(USART3,36,9600);//接GPS模块
TIM3_Init(72,20000);//辅助串口3接收，超时时间为20ms
//显示初始化信息
OLED_Clear_GRAM();
OLED_DisplayString(0,0,16,"System Init..");
OLED_Refresh_GRAM(); //刷新显存
//延时等待
printf("延时等待\r\n");
DelayMs(1000);
DelayMs(1000);
DelayMs(1000);
DelayMs(1000);
printf("开始初始化SIM800C \r\n");
//初始化SIM800C
OLED_DisplayString(0,16,16,"SIM800C Init..");
OLED_Refresh_GRAM(); //刷新显存
while(1)
{
state=SIM800C_InitCheck();
if(state==0)break;
DelayMs(1000);
printf("SIM800C初始化状态:%d\r\n",state);
}
//设置文本模式
OLED_DisplayString(0,32,16,"SIM800C Text Set...");
OLED_Refresh_GRAM(); //刷新显存
while(1)
{
state=SIM800C_SetNoteTextMode();
if(state==0)break;
DelayMs(1000);
printf("设置文本模式状态:%d\r\n",state);
}
//同步网络时间
//SIM800C_NtpUpdate();
//初始化GPRS
SIM800C_GPRS_Init();
while(1)
{
delay_ms(1);
time_cnt++;
OneNet_Sendtime++;
//记录时间
if(time_cnt>=100)
{
time_cnt=0;
DisplayState=!DisplayState;
printf("切换页面!\r\n");
}
//向云端发送一次数据（每次选择发送一种数据）
if(OneNet_Sendtime>=500) //单位ms
{
OneNet_Sendtime=0;
switch(data_select)
{
case 0:OneNet_HTTP_DataUpdate("T",dht11_temp);
break;
case 1:OneNet_HTTP_DataUpdate("H",dht11_humi);
break;
case 2:OneNet_HTTP_DataUpdate("MQ2",MQ_2);
break;
case 3:OneNet_HTTP_GPS_DataUpdate("GPS",Longitude,latitude);
break;
}
data_select++;
if(data_select>3)data_select=0;
}
//采集DHT11温湿度与MQ-2的数据
DHT11_Read_Data(&dht11_temp,&dht11_humi);
MQ_2=ADC1_GetCHx(8);
//串口打印数据
// printf("温度:%d\r\n",dht11_temp);
// printf("湿度:%d\r\n",dht11_humi);
// printf("MQ-2:%d\r\n",MQ_2);
//判断烟雾是否超标，设置阀值
if(MQ_2>=2000)
{
//发送短信
if(SIM800C_SendNote((u8*)"13800138000",sim800c_buff,strlen((char*)sim800c_buff))==0)
printf("短信发送成功\r\n");
else
printf("短信发送失败\r\n");
}
//采用时间间隔切换页面
if(DisplayState)
{
DisplayPage2();
}
else
{
DisplayPage1();
}
//实时接收WIFI收到的数据
if(USART2_RX_FLAG)
{
USART2_RX_BUFF[USART2_RX_CNT]='\0';
USART2_RX_CNT=0;
USART2_RX_FLAG=0;
printf("USART2_RX_BUFF=%s\r\n",USART2_RX_BUFF);
memset(USART2_RX_BUFF,0,sizeof(USART2_RX_BUFF));
}
//实时接收GPS收到的数据
if(USART3_RX_FLAG)
{
USART3_RX_BUFF[USART3_RX_CNT]='\0';
USART3_RX_CNT=0;
USART3_RX_FLAG=0;
//解析GPS经纬度信息
GPS_GPRMC_Decoding(USART3_RX_BUFF,&Longitude,&latitude);
printf("经度:%f,纬度:%f\r\n",Longitude,latitude);
printf("USART2_RX_BUFF=%s\r\n",USART3_RX_BUFF);
memset(USART2_RX_BUFF,0,sizeof(USART3_RX_BUFF));
}
}
}
/*
函数功能: 温湿度DHT11显示页面
*/
void DisplayPage2(void)
{
u8 i;
OLED_Clear_GRAM();
/*1. 最上方界面提示*/
for(i=0;i<5;i++)
{
OLED_DisplayData(24+i*16,0,16,16,ChineseFont[i+8]);
}
/*2. 温湿度显示*/
snprintf(DisplayDataBuffer,sizeof(DisplayDataBuffer),"T :%d",dht11_temp);
OLED_DisplayString(40,24,16,DisplayDataBuffer);
snprintf(DisplayDataBuffer,sizeof(DisplayDataBuffer),"RH:%d%%",dht11_humi);
OLED_DisplayString(40,40,16,DisplayDataBuffer);
OLED_Refresh_GRAM(); //刷新显存
}
/*
函数功能: 烟雾传感器显示页面
*/
void DisplayPage1(void)
{
u8 i;
OLED_Clear_GRAM();
/*1. 最上方界面提示*/
for(i=0;i<6;i++)
{
OLED_DisplayData(16+i*16,0,16,16,ChineseFont[i+13]);
}
/*2. 烟雾浓度显示*/
snprintf(DisplayDataBuffer,sizeof(DisplayDataBuffer),"%d%%",MQ_2);
OLED_DisplayString(40,24,16,DisplayDataBuffer);
OLED_Refresh_GRAM(); //刷新显存
}
3.2 sim800c.c
#include "sim800c.h"
/*
函数功能:向SIM800C模块发送指令
函数参数:
char *cmd 发送的命令
char *check_data 检测返回的数据
返回值: 0表示成功 1表示失败
*/
u8 SIM800C_SendCmd(char *cmd,char *check_data)
{
u16 i,j;
for(i=0;i<5;i++) //测试的总次数
{
USART2_RX_FLAG=0;
USART2_RX_CNT=0;
memset(USART2_RX_BUFF,0,sizeof(USART2_RX_BUFF));
USART_X_SendString(USART2,cmd); //发送指令
for(j=0;j<500;j++) //等待的时间(ms单位)
{
if(USART2_RX_FLAG)
{
USART2_RX_BUFF[USART2_RX_CNT]='\0';
if(strstr((char*)USART2_RX_BUFF,check_data))
{
return 0;
}
else break;
}
delay_ms(20); //一次的时间
}
}
return 1;
}
/*
函数 功能：GSM模块初始化检测
函数返回值：1表示模块检测失败，0表示成功
*/
u8 SIM800C_InitCheck(void)
{
if(SIM800C_SendCmd("AT\r\n","OK"))return 1;
else printf("SIM800模块正常!\r\n");
if(SIM800C_SendCmd("ATE0\r\n","OK"))return 2;
else printf("设置模块不回显成功!\r\n");
if(SIM800C_SendCmd("AT+CGMI\r\n","OK"))return 3;
else printf("查询制造商名称成功!%s\r\n",USART2_RX_BUFF);
if(SIM800C_SendCmd("AT+CGMM\r\n","OK"))return 4;
else printf("查询模块型号成功!%s\r\n",USART2_RX_BUFF);
DelayMs(1000);
DelayMs(1000);
if(SIM800C_SendCmd("AT+CNUM\r\n","+CNUM:"))return 5;
else printf("获取本机号码成功!%s\r\n",USART2_RX_BUFF);
/* 返回格式如下:
+CNUM: "","+8613086989413",145,7,4
OK
*/
return 0;
}
/*
函数 功能：GSM模块短信模式设置
函数返回值：0表示模块设置成功
*/
u8 SIM800C_SetNoteTextMode(void)
{
if(SIM800C_SendCmd("AT+CSCS="GSM"\r\n","OK"))return 1;// "GSM"字符集
else printf("短信GSM字符集设置成功!\r\n");
if(SIM800C_SendCmd("AT+CMGF=1\r\n","OK"))return 2; //文本模式
else printf("短信文本模式设置成功!\r\n");
return 0;
}
/*
函数功能：发送短信
函数参数：
num:电话号码
text:短信内容
函数返回值：0表示发送成功
*/
u8 SIM800C_SendNote(u8 *num,u8 *text,u16 len)
{
char data[50];
char send_buf[2];
sprintf(data,"AT+CMGS="%s"\r\n",num);
if(SIM800C_SendCmd(data,">"))return 1; //设置发送的手机号
USART_X_SendData(USART2,text,len); //发送短信内容
send_buf[0] = 0x1a;
send_buf[1] = '\0';
if(SIM800C_SendCmd(send_buf,"+CMGS"))return 2; //发送结束符号
return 0;
}
/*
函数功能：NTP网络同步时间
*/
void SIM800C_NtpUpdate(void)
{
SIM800C_SendCmd("AT+SAPBR=3,1,"Contype","GPRS"\r\n","OK");//配置承载场景1
SIM800C_SendCmd("AT+SAPBR=3,1,"APN","CMNET"\r\n","OK");
SIM800C_SendCmd("AT+SAPBR=1,1\r\n","OK"); //激活一个GPRS上下文
DelayMs(5);
SIM800C_SendCmd("AT+CNTPCID=1\r\n","OK"); //设置CNTP使用的CID
SIM800C_SendCmd("AT+CNTP="202.120.2.101",32\r\n","OK"); //设置NTP服务器和本地时区(32时区 时间最准确)
SIM800C_SendCmd("AT+CNTP\r\n","+CNTP: 1"); //同步网络时间
printf("同步网络时间:%s\r\n",USART2_RX_BUFF);
}
/*
函数功能：GPRS数据通信初始化
返 回 值： 0表示成功
*/
u8 SIM800C_GPRS_Init(void)
{
SIM800C_SendCmd("AT+CIPCLOSE=1\r\n","CLOSE OK"); //关闭连接
SIM800C_SendCmd("AT+CIPSHUT\r\n","SHUT OK"); //关闭移动场景
if(SIM800C_SendCmd("AT+CGCLASS="B"\r\n","OK"))return 1; //设置GPRS移动台类别为B,支持包交换和数据交换
if(SIM800C_SendCmd("AT+CGDCONT=1,"IP","CMNET"\r\n","OK"))return 2;//设置PDP上下文,互联网接协议,接入点等信息
if(SIM800C_SendCmd("AT+CGATT=1\r\n","OK"))return 3; //附着GPRS业务
if(SIM800C_SendCmd("AT+CIPCSGP=1,"CMNET"\r\n","OK"))return 4; //设置为GPRS连接模式
if(SIM800C_SendCmd("AT+CIPHEAD=1\r\n","OK"))return 5; //设置接收数据显示IP头(方便判断数据来源)
return 0;
}
/*
函数功能: 连接TCP服务器
函数参数:
ipaddr:ip地址
port:端口
返 回 值: 0表示成功,其他值表示失败
*/
u8 SIM800C_Connect_TCP_Server(char *ipaddr,char *port)
{
char cmd_buff[100];
SIM800C_SendCmd("AT+CIPCLOSE=1\r\n","CLOSE OK"); //关闭连接
SIM800C_SendCmd("AT+CIPSHUT\r\n","SHUT OK"); //关闭移动场景
sprintf(cmd_buff,"AT+CIPSTART="TCP","%s","%s"\r\n",ipaddr,port);
if(SIM800C_SendCmd(cmd_buff,"OK"))return 1; //发起连接
return 0;
}
/*
函数功能: TCP客户端模式下发送数据
返 回 值： 0表示成功,其他值表示失败
*/
u8 SIIM800C_TCP_SendData(u8 *data,u32 len)
{
char send_buf[2];
//准备发送数据
if(SIM800C_SendCmd("AT+CIPSEND\r\n",">")==0)
{
//发送数据
USART_X_SendData(USART2,data,len);
//发送结束符号
DelayMs(50);
send_buf[0] = 0x1a;
send_buf[1] = '\0';
if(SIM800C_SendCmd(send_buf,"SEND OK"))return 2;
else return 0;
}
return 1;
}
/*
函数功能: 采用HTTP协议方式向OneNet服务器上报数据
函数参数：
char *data_point：数据点的名称
u32 data ：上传的数据
*/
char OneNet_HTTP_CMD[1024];
char OneNet_HTTP_BUFF[300];
#define ONENET_DEVICE_ID "529199894"
#define ONENET_API_KEY "GfYgLKD4UxsjgJqkXhEoYLhL6fE="
void OneNet_HTTP_DataUpdate(char *data_point,u32 data)
{
//拼接数据
snprintf(OneNet_HTTP_BUFF,sizeof(OneNet_HTTP_BUFF),
"{"datastreams":[{"id":"%s","datapoints":[{"value":%d}]}]}",data_point,data);
//拼接数据
snprintf(OneNet_HTTP_CMD,sizeof(OneNet_HTTP_CMD),
"POST /devices/%s/datapoints HTTP/1.1\r\n" \
"api-key:%s\r\n" \
"Host:api.heclouds.com\r\n" \
"Connection:close\r\n" \
"Content-Length:%d\r\n" \
"\r\n" \
"%s",
ONENET_DEVICE_ID,ONENET_API_KEY,strlen(OneNet_HTTP_BUFF),OneNet_HTTP_BUFF
);
printf("OneNet_HTTP_CMD=%s\r\n",OneNet_HTTP_CMD);
printf("连接服务器的状态:%d\r\n",SIM800C_Connect_TCP_Server("183.230.40.33","80"));
DelayMs(500);
printf("数据发送的状态:%d\r\n",SIIM800C_TCP_SendData((u8*)OneNet_HTTP_CMD,strlen(OneNet_HTTP_CMD)));
}
/*
函数功能: 采用HTTP协议方式向OneNet服务器上报GPS经纬度信息
函数参数：
char *data_point：数据点的名称
double Longitude,double latitude：上传的经纬度数据
*/
void OneNet_HTTP_GPS_DataUpdate(char *data_point,double Longitude,double latitude)
{
//拼接数据
snprintf(OneNet_HTTP_BUFF,sizeof(OneNet_HTTP_BUFF),
"{"datastreams":[{"id":"%s","datapoints":[{"value":{"lon":%lf,"lat":%lf}}]}]}",
data_point,Longitude,latitude);
//拼接数据
snprintf(OneNet_HTTP_CMD,sizeof(OneNet_HTTP_CMD),
"POST /devices/%s/datapoints HTTP/1.1\r\n" \
"api-key:%s\r\n" \
"Host:api.heclouds.com\r\n" \
"Connection:close\r\n" \
"Content-Length:%d\r\n" \
"\r\n" \
"%s",
ONENET_DEVICE_ID,ONENET_API_KEY,strlen(OneNet_HTTP_BUFF),OneNet_HTTP_BUFF
);
printf("GPS_OneNet_HTTP_CMD=%s\r\n",OneNet_HTTP_CMD);
printf("连接服务器的状态:%d\r\n",SIM800C_Connect_TCP_Server("183.230.40.33","80"));
DelayMs(500);
printf("数据发送的状态:%d\r\n",SIIM800C_TCP_SendData((u8*)OneNet_HTTP_CMD,strlen(OneNet_HTTP_CMD)));
}
3.3 sim800c.h
#ifndef _GSM_H
#define _GSM_H
#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
u8 SIM800C_SendCmd(char *cmd,char *check_data);
u8 SIM800C_InitCheck(void);
u8 SIM800C_SetNoteTextMode(void);
u8 SIM800C_SendNote(u8 *num,u8 *text,u16 len);
void SIM800C_NtpUpdate(void);
u8 SIM800C_GPRS_Init(void);
u8 SIM800C_Connect_TCP_Server(char *ipaddr,char *port);
u8 SIIM800C_TCP_SendData(u8 *data,u32 len);
void OneNet_HTTP_GPS_DataUpdate(char *data_point,double Longitude,double latitude);
void OneNet_HTTP_DataUpdate(char *data_point,u32 data);
#endif
四、创建应用
发布的链接: OneNET-中国移动物联网开放平台
