【分享】2023级 王冰 周晓兰 智能家居

周晓兰

一、作品简介：
本次项目是基于迪文屏触摸控制的智能家居系统，包括智能家居的外设模拟家居部分以及迪文屏界面图标设计。智能家居系统是利用代码和外设传感器感知外界信息并做出符合预设活动的远程半自动化软件；本次项目通过DGUS界面开发，背景图片及图标的设计，c语言代码的编写和通过使用迪文屏、DHT11温湿度检测模块、ULN2003五线四相步进电机驱动板、步进电机、MQ-2烟雾传感器模块、有源蜂鸣器模块（高电平触发）、杜邦线及LED灯等元件设计了时钟、灯光、风扇、温湿度监测、烟雾报警器五个模块的模拟真实场景设计。
二、工作原理：

界面设计上，迪文屏主页面采用 “功能分区 + 可视化反馈” 布局：顶部时钟区域采用大号数字字体，每秒动态刷新，确保时间准确性；温度监控显示部分以 “温度：XX℃ 湿度：XX% RH” 的清晰格式呈现；灯光模式控制区，灯光控制图标设计三种灯光状态，满足日常使用需求，点击后实时切换并同步至硬件；风扇控制区设置一至四档触摸按钮，搭配转速指示灯，用户可直观感知档位变化。界面通信通过迪文 DGUS 串口协议实现，预先定义 16 个专属变量地址，涵盖时间、环境数据、设备控制指令等，确保主控与屏幕数据传输的精准性与实时性。

代码开发聚焦 “数据采集 - 指令解析 - 设备驱动 - 报警反馈” 四大核心逻辑。首先是传感器数据处理：通过 C 语言编写 DHT11 单总线数据读取函数，处理起始信号、应答信号与数据位解析，过滤异常值后转换为温湿度整数；MQ-2 传感器的模拟量通过 STM32 的 ADC1 通道采集，经模数转换（ADC 分辨率 12 位）与校准计算，转换为实际烟雾浓度值。其次是设备控制逻辑：灯光控制通过 PA5 引脚高低电平切换实现，高电平点亮、低电平熄灭，同时将状态反馈至迪文屏更新图标；步进电机采用四相八拍驱动方式，通过 PB0-PB3 引脚输出脉冲信号，不同档位对应不同脉冲频率，实现风扇转速调节。报警逻辑设计为 “阈值判断 + 多级反馈”：主控实时对比烟雾浓度与预设阈值，超标时立即输出高电平，触发蜂鸣器持续报警，直至浓度低于阈值停止报警。此外，代码中加入数据校验与异常处理机制，如传感器数据读取失败时，屏幕显示 “数据异常” 提示，提升系统稳定性。
三、设计思路：
本项目以 “贴近真实家居场景、实现便捷智能控制” 为核心目标，依托迪文屏的触摸交互优势与 STM32 主控的高效数据处理能力，构建集环境监测、设备控制、安全报警于一体的半自动化智能家居系统，旨在通过软硬件的深度协同，为用户提供 “可视化操作、实时化反馈、自动化响应” 的智能体验，同时兼顾项目的可实现性与拓展性。除基础的时钟显示、灯光开关、风扇调节、温湿度监测、烟雾报警五大功能外，额外考虑用户使用便捷性与系统安全性 —— 例如灯光控制需支持一键开关与状态可视化，风扇需实现 “启停 + 风速档位调节”，温湿度数据精准到整数位并实时刷新，烟雾报警需具备 “阈值可设 + 声光联动” 功能，避免误触发或漏报。基于需求，硬件选型进行针对性匹配：主控选用性价比高、兼容性强的 STM32F103C8T6，其丰富的 I/O 口与串口资源可满足多模块同时连接；迪文屏选用 800*480 分辨率的 DGUS 屏，支持 BMP 图标显示与串口协议通信，保障交互流畅性；传感器方面，DHT11 模块以其低成本、稳定的单总线通信方式适配温湿度采集，MQ-2 烟雾传感器通过传感器感应外界烟雾浓度时时保障用户安全；执行设备上，ULN2003 驱动板搭配五线四相步进电机，可通过脉冲信号精准控制风扇转速，高电平触发的有源蜂鸣器与 LED 灯则分别承担报警提示与灯光模拟功能。四、演示视频：
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