1. 前言

隨著社會的不斷發(fā)展和人們生活水平的逐漸提高，人們逐漸追求高質(zhì)量的生活，很多人都會選擇在家里或辦公室種植一些花卉以凈化家庭空氣，陶冶情操，但是很多人忙于工作、學習、出差、旅游或者一些其他的原因，不能及時地對花卉進行照料，短時間內(nèi)導致很多花卉因缺水分而影響正常生長，長時間不照料有些名貴的花卉直接死亡。基于上述狀況，提出了此基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧澆花系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用工業(yè)級高精度土壤溫濕度傳感器采集花盆中的突然溫濕度，環(huán)境的溫度濕度，通過ESP8266 WIFI實時上傳當前的土壤溫濕度、環(huán)境光照度等數(shù)據(jù)到華為云物聯(lián)網(wǎng)云平臺，可以通過 app實時查看花卉的土壤濕度、環(huán)境溫度等信息，并且本地通過OLED顯示屏實時顯示這些信息，可以設定某種花適宜的生長的土壤濕度條件，實現(xiàn)自動控制給花澆水，即能讓花卉生長在適宜的濕度下，與目前市場上的自動澆花系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)的特點具有遠程控制，低成本、極高的資源利用率、操作簡單和反應靈敏等。

2. 整體系統(tǒng)設計

主控MCU選擇STM32F103芯片，通過土壤濕度傳感器、環(huán)境溫濕度傳感器，檢測整個周邊環(huán)境信息，再通過ESP8266 WIFI傳遞到物聯(lián)網(wǎng)平臺。程序里可以預設濕度閥值，當檢測到土壤濕度低于閥值就自動澆花。在手機APP上可以實現(xiàn)遠程控制水泵澆花，本地在搭載一個TFT小尺寸顯示屏，可以實時顯示測量檢測的數(shù)據(jù)，在辦公室里也可以通過TFT彩屏顯示屏解周圍環(huán)境的信息。

3. 應用側(cè)軟件運行效果

4. 硬件運行效果

5. 創(chuàng)建產(chǎn)品、設備

6.硬件核心代碼–ESP8266

#include "esp8266.h"
u8 ESP8266_IP_ADDR[16]; //255.255.255.255
u8 ESP8266_MAC_ADDR[18]; //硬件地址
/*
函數(shù)功能: ESP8266命令發(fā)送函數(shù)
函數(shù)返回值:0表示成功  1表示失敗
*/
u8 ESP8266_SendCmd(char *cmd)
{
    u8 i,j;
    for(i=0;i<10;i++) //檢測的次數(shù)--發(fā)送指令的次數(shù)
    {
        USARTx_StringSend(USART2,cmd);
        for(j=0;j<100;j++) //等待的時間
        {
            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;
}

/*
函數(shù)功能: ESP8266硬件初始化檢測函數(shù)
函數(shù)返回值:0表示成功  1表示失敗
*/
u8 ESP8266_Init(void)
{
    //退出透傳模式
    USARTx_StringSend(USART2,"+++");
    delay_ms(100);
     //退出透傳模式
    USARTx_StringSend(USART2,"+++");
    delay_ms(100);
    return ESP8266_SendCmd("AT\r\n");
}

/*
函數(shù)功能: 一鍵配置WIFI為AP+TCP服務器模式
函數(shù)參數(shù):
char *ssid  創(chuàng)建的熱點名稱
char *pass  創(chuàng)建的熱點密碼 （最少8位）
u16 port    創(chuàng)建的服務器端口號
函數(shù)返回值: 0表示成功 其他值表示對應錯誤值
*/
u8 ESP8266_AP_TCP_Server_Mode(char *ssid,char *pass,u16 port)
{
    char *p;
    u8 i;
    char ESP8266_SendCMD[100]; //組合發(fā)送過程中的命令
    /*1. 測試硬件*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT\r\n"))return 1;
    /*2. 關閉回顯*/
    if(ESP8266_SendCmd("ATE0\r\n"))return 2;
    /*3. 設置WIFI模式*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=2\r\n"))return 3;
    /*4. 復位*/
    ESP8266_SendCmd("AT+RST\r\n");
    delay_ms(1000);
    delay_ms(1000);
    delay_ms(1000);
    /*5. 關閉回顯*/
    if(ESP8266_SendCmd("ATE0\r\n"))return 5;
    /*6. 設置WIFI的AP模式參數(shù)*/
    sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CWSAP=\"%s\",\"%s\",1,4\r\n",ssid,pass);
    if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 6;
    /*7. 開啟多連接*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT+CIPMUX=1\r\n"))return 7;
    /*8. 設置服務器端口號*/
    sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CIPSERVER=1,%d\r\n",port);
    if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 8;
    /*9. 查詢本地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';
    }
    
    //打印總體信息
    printf("當前WIFI模式:AP+TCP服務器\n");
    printf("當前WIFI熱點名稱:%s\n",ssid);
    printf("當前WIFI熱點密碼:%s\n",pass);
    printf("當前TCP服務器端口號:%d\n",port);
    printf("當前TCP服務器IP地址:%s\n",ESP8266_IP_ADDR);
    printf("當前TCP服務器MAC地址:%s\n",ESP8266_MAC_ADDR);
    return 0;
}

/*
函數(shù)功能: TCP服務器模式下的發(fā)送函數(shù)
發(fā)送指令: 
*/
u8 ESP8266_ServerSendData(u8 id,u8 *data,u16 len)
{
    u8 i,j,n;
    char ESP8266_SendCMD[100]; //組合發(fā)送過程中的命令
    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,">"))
                {
                    //繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)
                    USARTx_DataSend(USART2,data,len);
                    //等待數(shù)據(jù)發(fā)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;
}

/*
函數(shù)功能: 配置WIFI為STA模式+TCP客戶端模式
函數(shù)參數(shù):
char *ssid  創(chuàng)建的熱點名稱
char *pass  創(chuàng)建的熱點密碼 （最少8位）
char *p     將要連接的服務器IP地址
u16 port    將要連接的服務器端口號
u8 flag     1表示開啟透傳模式 0表示關閉透傳模式
函數(shù)返回值:0表示成功  其他值表示對應的錯誤
*/
u8 ESP8266_STA_TCP_Client_Mode(char *ssid,char *pass,char *ip,u16 port,u8 flag)
{
    char ESP8266_SendCMD[100]; //組合發(fā)送過程中的命令
    //退出透傳模式
    //USARTx_StringSend(USART2,"+++");
    //delay_ms(50);
    /*1. 測試硬件*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT\r\n"))return 1;
    /*2. 關閉回顯*/
    if(ESP8266_SendCmd("ATE0\r\n"))return 2;
    /*3. 設置WIFI模式*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1\r\n"))return 3;
    /*4. 復位*/
    ESP8266_SendCmd("AT+RST\r\n");
    delay_ms(1000);
    delay_ms(1000);
    delay_ms(1000);
    /*5. 關閉回顯*/
    if(ESP8266_SendCmd("ATE0\r\n"))return 5;
    /*6. 配置將要連接的WIFI熱點信息*/
    sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"\r\n",ssid,pass);
    if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 6;
    /*7. 設置單連接*/
    if(ESP8266_SendCmd("AT+CIPMUX=0\r\n"))return 7;
    /*8. 配置要連接的TCP服務器信息*/
    sprintf(ESP8266_SendCMD,"AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",%d\r\n",ip,port);
    if(ESP8266_SendCmd(ESP8266_SendCMD))return 8;
    /*9. 開啟透傳模式*/
    if(flag)
    {
       if(ESP8266_SendCmd("AT+CIPMODE=1\r\n"))return 9; //開啟
       if(ESP8266_SendCmd("AT+CIPSEND\r\n"))return 10;  //開始透傳
       if(!(strstr((char*)USART2_RX_BUFFER,">")))
       {
            return 11;
       }
        //如果想要退出發(fā)送:  "+++"
    }
    
    printf("WIFI模式:STA+TCP客戶端\r\n");
    printf("Connect_WIFI熱點名稱:%s\r\n",ssid);
    printf("Connect_WIFI熱點密碼:%s\r\n",pass);
    printf("TCP服務器端口號:%d\r\n",port);
    printf("TCP服務器IP地址:%s\r\n",ip);
    return 0;
}


/*
函數(shù)功能: TCP客戶端模式下的發(fā)送函數(shù)
發(fā)送指令: 
*/
u8 ESP8266_ClientSendData(u8 *data,u16 len)
{
    u8 i,j,n;
    char ESP8266_SendCMD[100]; //組合發(fā)送過程中的命令
    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,">"))
                {
                    //繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)
                    USARTx_DataSend(USART2,data,len);
                    //等待數(shù)據(jù)發(fā)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;
}


審核編輯：湯梓紅