基于STM32和ESP8266的智能窗簾設(shè)計

劉世宇

（江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 211112）

隨著科技的發(fā)展，智能家居系統(tǒng)的概念開始走向大眾，人們不再滿足于傳統(tǒng)的家居生活，越來越鐘情于智能化。窗簾在我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見，一款遠程控制的智能窗簾不僅能夠給用戶帶來興趣，更能帶來不一樣的生活享受。本文設(shè)計的是基于STM32和ESP8266的智能窗簾模型。

一、系統(tǒng)總體介紹

本文選擇STM32F103VET6 為主控芯片，ESP8266 為網(wǎng)絡(luò)模塊，設(shè)計出相對應(yīng)的匹配電路和相關(guān)軟件程序；外圍電路包括時鐘模塊、WiFi 模塊、電機驅(qū)動模塊；云平臺選用機智云平臺，WiFi 模塊與云平臺進行通信，手機APP 連接云平臺，進而手機APP 可以查看設(shè)備的狀態(tài)信息并進行遠程的操控。

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計

（一）控制器的選擇

本文選擇的是STM32F103VET6 作為主控芯片。STM32F103VET6 使用高性能的是ARM?CortexTM-M3 32 位的RISC 內(nèi)核，工作頻率為72MHz，內(nèi)置高速存儲器，豐富的增強I/O 端口和聯(lián)接到兩條APB 總線的外設(shè)。芯片包含3 個12 位的ADC、4 個通用16 位定時器和2個PWM定時器，還包含標準和先進的通信接口，功耗低，性價比高，功能強大，該芯片基本可以滿足開發(fā)需求。

（二）WiFi 模塊選擇

本文選擇ESP8266 作為WiFi 模塊，負責(zé)信息的傳遞，接收外部傳感器的數(shù)據(jù)，傳送數(shù)據(jù)給主芯片STM32和云平臺。ESP8266 具有強大的功能，片內(nèi)高度集成，包括天線開關(guān)balun、電源轉(zhuǎn)換器、高強度CPU 加速器等；有強大的片上處理和存儲功能，其GPIO 口可以集成傳感器和其他需要設(shè)備的處理器，擴展性極強。

（三）電機驅(qū)動模塊選擇

BTS7960 是一款完全集成的大電流半橋，適用于電機驅(qū)動應(yīng)用。它是NovalisticTM系列的一部分，包含一個P 通道高側(cè)MOSFET和一個N 通道低側(cè)MOSFET，在一個封裝中集成了一個驅(qū)動IC。集成驅(qū)動芯片易于與微控制器接口，具有邏輯電平輸入、電流檢測診斷、轉(zhuǎn)換率調(diào)整、死區(qū)時間產(chǎn)生和過溫、過電壓、欠壓、過流和短路保護等特點。設(shè)計采用兩塊BTS7960 進行組合控制電機，如圖1 所示。

1.控制方案

驅(qū)動BTS7960的IN1、EN1、TE1、ER1、IN2、EN2、TE2、ER2、引腳分別與單片機STM32F103VET6的PE5、PE6、PC13、PC4、PC6、PC7、PC8、PC9，如圖2、3 所示。

（四）電機

因為做的是窗簾模型，所以本設(shè)計使用的電機為RF-5000TB-14415 直流電機，其使用電壓范圍為：1.5V-9.0V，額定電壓為6V，空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為：1800RPM，空載電流為0.022A，負載電流為0.085A，價格便宜，性能良好，完全能夠滿足試驗要求。

（五）電源電路

本設(shè)計采用了具備USB 過流保護的SY8009B 模塊提供電源。如圖4 所示，USB 輸出的5V 電源電壓經(jīng)過SY8009B 模塊以及多個電容組成的電路轉(zhuǎn)換處理之后轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的3.3V 供主芯片使用。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計

（一）軟件開發(fā)環(huán)境與工具

文中采用Keil uVision5 作為STM32 芯片的開發(fā)。Keil Uvision5 有應(yīng)用廣泛、功能全面、性能優(yōu)良、界面簡單、易操作等特點。

（二）機智云APP

本設(shè)計采用機智云的安卓移動APP，機智云App 是全球首款I(lǐng)oT 設(shè)備通用調(diào)試工具，根據(jù)開發(fā)者自定義的產(chǎn)品功能，自動生成可響應(yīng)的控制頁面。開發(fā)者在機智云平臺開發(fā)智能硬件時，可以很方便地使用該App 對硬件設(shè)備進行調(diào)試和驗證。

四、系統(tǒng)測試

在硬件與軟件設(shè)計完成之后，為了查看軟硬件是否能達到預(yù)期，對實物模型要進行一系列的檢測測試。在進行虛擬設(shè)備測試之后，確定手機APP 與云服務(wù)器沒問題后，就到了最后的實物測試，進行相關(guān)實物調(diào)試后，相關(guān)功能已達到預(yù)期目標，在APP 上進行操作，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程操縱窗簾的開啟與關(guān)閉；也能夠定時操控窗簾的開啟和關(guān)閉，并且能夠在APP 上查看窗簾的狀態(tài)。