STM32项目分享：智能宠物箱系统设计
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STM32项目分享：智能宠物箱系统设计
一、介绍
项目成品图片：
二、项目功能介绍
1.功能介绍
- DHT11温湿度传感器实时检测宠物箱环境里的温湿度，并实时显示在oled屏幕上
- MQ135传感器实时监测宠物箱空气质量并显示在oled屏幕上
- HX711称重传感器监测宠物箱剩余粮食重量
- 水位传感器监测宠物箱水杯中剩余水高度
- 通过舵机模拟来投放食物和水，用风扇进行通风
- 通过 MQTT 协议将所有数据传送到 APP 以供管理和配置，可通过智能手机远程监控和查看数据变化，根据设定阈值来对宠物屋进行自动、定时和手动控制
2.主要元器件介绍
| 元件 | 数量 |
|---|---|
| Stm32f103c8t6单片机核心板 | 1 |
| 水位传感器模块 | 1 |
| MQ135传感器 | 1 |
| HX711压力传感器 | 1 |
| 蜂鸣器模块 | 1 |
| DHT11温湿度传感器 | 1 |
| Esp8266模块 | 1 |
| SG90舵机模块 | 1 |
| 5v小水泵模块 | 1 |
| 5v小风扇模块 | 1 |
| 665轻触开关 | 3 |
| OLED屏幕 | 1 |
| SRD-03VDC-SL-C继电器 | 2 |
| 三极管 | 2 |
| INA226功率检测模块 | 2 |
| 排针排母 | 若干 |
三、原理图设计
四、PCB设计
五、单片机代码设计
mian.c文件：
/******************************************************************************
项目名称：基于STM32的智能宠物箱系统
实现功能：见前几章简介
作者：坤博单片机设计
开源说明：使用时保留作者说明，仅供学习使用，商用必究！！！
******************************************************************************/
#include <stdio.h>
//网络协议层
#include "onenet.h"
//网络设备
#include "esp8266.h"
//硬件驱动
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "dht11.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
#include "AD.h"
#include "serve.h"
#include "Beep.h"
#include "ds18b20.h"
#include "ds1302.h"
#include "hx711.h"
#include "main.h"
//C库
#include <string.h>
//应用层
#include "UI.h"
#include "control.h"
#define ESP8266_ONENET_INFO "AT+CIPSTART=\"TCP\",\"mqtts.heclouds.com\",1883\r\n"
/*
************************************************************
* 函数名称： Hardware_Init
*
* 函数功能： 硬件初始化
*
* 入口参数： 无
*
* 返回参数： 无
*
* 说明： 初始化单片机功能以及外接设备
************************************************************
*/
void Hardware_Init(void)
{
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //中断控制器分组设置
Delay_Init(); //systick初始化
Timer_Init();
Usart1_Init(9600); //串口1，打印信息用
Usart3_Init(38400); //gps
Usart2_Init(115200); //驱动ESP8266用
Key_Init(); //按键初始化
AD_Init(); //ADC初始化
Beep_Init(); //蜂鸣器初始化
HX711_Init(); //称重计初始化
fangshui_init(); //水泵初始化
Fan_Init(); //风扇初始化
Servo_Init(); //舵机初始化
OLED_Init(); //初始化OLED
OLED_Clear();
DelayMs(1000);
//称重传感器清零
reset = HX711_GetData();
OLED_ShowCHinese(32,2,38); //等待联网
OLED_ShowCHinese(48,2,39); //等待联网
OLED_ShowCHinese(64,2,40); //等待联网
OLED_ShowCHinese(80,2,41); //等待联网
}
/*
************************************************************
* 函数名称： main
*
* 函数功能：
*
* 入口参数： 无
*
* 返回参数： 0
*
* 说明：
************************************************************
*/
uint8_t key_num = 0;
int main(void)
{
unsigned char *dataPtr = NULL;
Hardware_Init(); //初始化外围硬件
ESP8266_Init(); //初始化ESP8266
//UsartPrintf(USART_DEBUG, "Connect MQTTs Server...\r\n");
while(ESP8266_SendCmd(ESP8266_ONENET_INFO, "CONNECT"))
DelayXms(500);
//UsartPrintf(USART_DEBUG, "Connect MQTT Server Success\r\n");
while(OneNet_DevLink()) //接入OneNET
DelayXms(500);
OneNET_Subscribe();
OLED_Clear();
while(1)
{
key_num = Key_GetNum(&key_num);
//总控制
all_control();
if(key_num != 0)
{
Deal_KeyNum(key_num);
UI_update(now_page);
key_num = 0;
}
if(++data_timeCount>=10)
{
//温度数据
if (DHT11_Get_TemperAndHumi(&DHT11_Data) == 1) // 如果读取成功
{
temp_value = DHT11_Data.temp_int;
humi_value = DHT11_Data.humi_int;
}
//获取重量
weight_rawvalue = HX711_GetData();
weight_value=(float)(reset - weight_rawvalue)*Weights/(float)(Weights_100-reset);
if(weight_value < 0)
{
// 重量发生变化时重置稳定标志
weight_value = 0;
}
//获取水位传感器的值
shuiwei_value = (4095-AD_GetValue(ADC_Channel_0))*45/(4095-2500);
//获取空气质量的数值
float Mq135_V = AD_GetValue(ADC_Channel_4)*3.3/4095.0;
anqi_value = pow((3.4880*10*Mq135_V)/(5-Mq135_V),(1.0/0.3203));
//更新页面
UI_update(now_page);
data_timeCount =0;
}
//更新页面
if(++ui_timeCount >=20)
{
UI_update(now_page);
ui_timeCount = 0;
}
if(++timeCount >= 100) //发送间隔1s（100） 1对应
{
OneNet_SendData(); //发送数据
timeCount = 0;
ESP8266_Clear();
}
dataPtr = ESP8266_GetIPD(0);
if(dataPtr != NULL)
OneNet_RevPro(dataPtr);
DelayMs(10);
}
}
六、手机App代码设计
<template>
<view class="wrap">
<view class="dev-area">
<view class="dev-cart">
<view class="">
<view class="dev-name">温度</view>
<image class="dev-logo" src="../../static/temp.png" mode=""></image>
</view>
<view class="dev-data">{{temp}} ℃</view>
</view>
<view class="dev-cart">
<view class="">
<view class="dev-name">湿度</view>
<image class="dev-logo" src="../../static/water.jpg" mode=""></image>
</view>
<view class="dev-data">{{humi}} %</view>
</view>
<view class="dev-cart">
<view class="">
<view class="dev-name">空气质量</view>
<image class="dev-logo" src="../../static/jiawan.jpg" mode=""></image>
</view>
<view class="dev-data">{{anqi_value}} ppb</view>
</view>
<view class="dev-cart">
<view class="">
<view class="dev-name">重量</view>
<image class="dev-logo" src="../../static/weight.jpg" mode=""></image>
</view>
<view class="dev-data">{{weight_value}} g</view>
</view>
<view class="dev-cart">
<view class="">
<view class="dev-name">水位</view>
<image class="dev-logo" src="../../static/water.jpg" mode=""></image>
</view>
<view class="dev-data">{{shuiwei_value}} mm</view>
</view>
<view class="dev-cart">
</view>
<!-- 控制模式：由 switch 改为 两个按钮（即时更新 + 请求回滚） -->
<view class="dev-cart control-cart">
<view class="control-left">
<view class="dev-name">控制模式</view>
</view>
<view class="control-right">
<button
class="toggle-btn"
:class="{active: mode_value}"
:disabled="modeLoading"
@click="setMode(true)"
>自</button>
<button
class="toggle-btn"
:class="{active: !mode_value}"
:disabled="modeLoading"
@click="setMode(false)"
>手</button>
</view>
</view>
<!-- 水泵 -->
<view class="dev-cart control-cart">
<view class="control-left">
<view class="dev-name">水泵</view>
<image class="dev-logo" src="../../static/water.jpg" mode=""></image>
</view>
<view class="control-right">
<button
class="toggle-btn"
:class="{active: zhileng}"
:disabled="shuibengLoading"
@click="setShuibeng(true)"
>开</button>
<button
class="toggle-btn"
:class="{active: !zhileng}"
:disabled="shuibengLoading"
@click="setShuibeng(false)"
>关</button>
</view>
</view>
<!-- 粮食 -->
<view class="dev-cart control-cart">
<view class="control-left">
<view class="dev-name">粮食</view>
<image class="dev-logo" src="../../static/liangshi.jpg" mode=""></image>
</view>
<view class="control-right">
<button
class="toggle-btn"
:class="{active: liang_switch}"
:disabled="liangLoading"
@click="setLiang(true)"
>开</button>
<button
class="toggle-btn"
:class="{active: !liang_switch}"
:disabled="liangLoading"
@click="setLiang(false)"
>关</button>
</view>
</view>
<view class="dev-cart">
</view>
<!-- 定时加水设置（直接输入延迟秒数） -->
<view style="width:100%;">
<view class="dev-name">自动定时设置</view>
<div class="threshold-area">
<div class="threshold-box">
<div class="threshold-name">延迟（秒）</div>
<div class="threshold-inputs" style="align-items:center;">
<input type="number" min="1" max="86400" v-model="delaySeconds" placeholder="输入延迟秒数 (例如 60)"/>
</div>
<button class="set-btn" :disabled="timerLoading" @click="setTimer">
{{ timerLoading ? '设置中...' : '设置（发送到云端 dingshi）' }}
</button>
<view style="margin-top:10rpx;font-size:24rpx;color:#666;">
<text v-if="scheduledSeconds !== null">已设置：将在 {{ scheduledSeconds }} 秒后执行</text>
<text v-else>（设置多少秒后进行换水和喂粮食）</text>
</view>
</div>
</div>
</view>
</view>
</view>
</template>
<script>
const { createCommonToken } = require('@/key.js')
export default {
data() {
return {
temp: '',
humi: '',
anqi_value: '',
CO2_value:'',
weight_value: '',
shuiwei_value: '',
jingdu_value: '',
weidu_value: '',
zhileng: false, // 水泵状态（true=开, false=关）
jiare: false,
jinshui: false,
mode_value: true, // 控制模式状态
fangshui: false,
liang_switch: false, // 粮食状态
deng_switch: false,
token: '',
// loading 标志（避免重复点击并用于禁用按钮）
modeLoading: false,
liangLoading: false,
shuibengLoading: false,
// 定时器输入（直接为秒数）
delaySeconds: '',
timerLoading: false,
scheduledSeconds: null, // 成功设置后保存的相对秒数（显示用）
// 阈值设置
beep_staus: 0,
tempMin: 15,
tempMax: 30,
waterMin: 10,
waterMax: 90,
TDSMax: 100,
// 喂食时间设置
feedHours: 0,
feedMinutes: 0,
feedSeconds: 0,
_fetchIntervalId: null
}
},
onLoad() {
const params = {
author_key: "替换为自己的author_key",
version: '2022-05-01',
user_id: "替换为自己的user_id",
}
this.token = createCommonToken(params);
},
onShow() {
this.fetchDevData();
// 保存定时器 id，以便需要时清除
this._fetchIntervalId = setInterval(() => {
this.fetchDevData();
}, 2500)
},
onHide() {
if (this._fetchIntervalId) {
clearInterval(this._fetchIntervalId);
this._fetchIntervalId = null;
}
},
methods: {
fetchDevData() {
uni.request({
url: 'https://iot-api.heclouds.com/thingmodel/query-device-property',
method: 'GET',
data: {
product_id: "替换为自己的product_id",
device_name: 'test'
},
header: {
'authorization': this.token
},
success: (res) => {
// 注意：根据你的设备返回结构调整索引（保持和之前一致）
if (res.data && res.data.data) {
// 安全地赋值，防止数组越界
const d = res.data.data;
this.anqi_value = d[0] ? d[0].value : this.anqi_value;
this.humi = d[2] ? d[2].value : this.humi;
this.temp = d[6] ? d[6].value : this.temp;
this.weight_value = d[7] ? d[7].value : this.weight_value;
this.shuiwei_value = d[8] ? d[8].value : this.shuiwei_value;
// 如果云端也返回 dingshi / 开关状态，可在这里同步
}
}
});
},
// 设置控制模式（乐观更新：先立即更新 UI，再发请求；失败回滚）
setMode(value) {
if (this.mode_value === value || this.modeLoading) return;
const prev = this.mode_value;
this.mode_value = value;
this.modeLoading = true;
uni.request({
url: 'https://iot-api.heclouds.com/thingmodel/set-device-property',
method: 'POST',
data: {
product_id: '2lT4pEADEh',
device_name: 'test',
params: {
"mode": value
}
},
header: {
'authorization': this.token
},
success: () => {
this.modeLoading = false;
console.log('控制模式 ' + (value ? 'ON' : 'OFF') + ' !');
},
fail: (err) => {
this.mode_value = prev;
this.modeLoading = false;
console.error('设置控制模式失败', err);
uni.showToast({ title: '设置控制模式失败', icon: 'none' });
}
});
},
// 设置粮食（liang_switch）
setLiang(value) {
if (this.liang_switch === value || this.liangLoading) return;
const prev = this.liang_switch;
this.liang_switch = value;
this.liangLoading = true;
uni.request({
url: 'https://iot-api.heclouds.com/thingmodel/set-device-property',
method: 'POST',
data: {
product_id: '2lT4pEADEh',
device_name: 'test',
params: {
"liang_switch": value
}
},
header: {
'authorization': this.token
},
success: () => {
this.liangLoading = false;
console.log('粮食 ' + (value ? 'ON' : 'OFF') + ' !');
},
fail: (err) => {
this.liang_switch = prev;
this.liangLoading = false;
console.error('设置粮食失败', err);
uni.showToast({ title: '设置粮食失败', icon: 'none' });
}
});
},
// 设置水泵（shuibeng_switch）
setShuibeng(value) {
if (this.zhileng === value || this.shuibengLoading) return;
const prev = this.zhileng;
this.zhileng = value;
this.shuibengLoading = true;
uni.request({
url: 'https://iot-api.heclouds.com/thingmodel/set-device-property',
method: 'POST',
data: {
product_id: '2lT4pEADEh',
device_name: 'test',
params: {
"shuibeng_switch": value
}
},
header: {
'authorization': this.token
},
success: () => {
this.shuibengLoading = false;
console.log('水泵 ' + (value ? 'ON' : 'OFF') + ' !');
},
fail: (err) => {
this.zhileng = prev;
this.shuibengLoading = false;
console.error('设置水泵失败', err);
uni.showToast({ title: '设置水泵失败', icon: 'none' });
}
});
},
// ---------- 新增：直接设置相对时间（秒）并下发到云端字段 dingshi ----------
setTimer() {
if (this.timerLoading) return;
const sec = parseInt(this.delaySeconds, 10);
if (Number.isNaN(sec) || sec <= 0) {
uni.showToast({ title: '请输入大于0的整数秒数', icon: 'none' });
return;
}
// 限制最大值为 1 天（可调整）
if (sec > 86400) {
uni.showToast({ title: '秒数不能超过 86400（24小时）', icon: 'none' });
return;
}
this.timerLoading = true;
uni.request({
url: 'https://iot-api.heclouds.com/thingmodel/set-device-property',
method: 'POST',
data: {
product_id: '2lT4pEADEh',
device_name: 'test',
params: {
"dingshi": sec
}
},
header: {
'authorization': this.token
},
success: (res) => {
this.timerLoading = false;
this.scheduledSeconds = sec;
uni.showToast({ title: '定时设置成功', icon: 'success' });
console.log('定时 (dingshi) 已发送：', sec, '秒');
},
fail: (err) => {
this.timerLoading = false;
uni.showToast({ title: '定时设置失败', icon: 'none' });
console.error('定时设置失败', err);
}
});
}
}
}
</script>
<style>
.wrap {
padding: 30rpx;
background-size: cover; /* 背景图片铺满整个页面 */
background-position: center; /* 背景居中显示 */
background-repeat: no-repeat; /* 防止背景图片重复 */
}
.dev-area {
display: flex;
justify-content: space-between;
flex-wrap: wrap;
}
.dev-cart {
height: 150rpx;
width: 320rpx;
border-radius: 30rpx;
margin-top: 30rpx;
display: flex;
justify-content: space-around;
align-items: center;
box-shadow: 0 0 15rpx #ccc;
padding: 10rpx;
box-sizing: border-box;
}
.dev-name {
font-size: 30rpx;
text-align: center;
color: #aa55ff;
}
.warning-name {
font-size: 50rpx;
text-align: center;
color: #ff0000;
}
.dev-logo {
width: 70rpx;
height: 70rpx;
margin-top: 10rpx;
}
.dev-data {
font-size: 50rpx;
color: #6d6d6d;
}
.threshold-area {
width: 100%;
margin-top: 10rpx;
}
.threshold-box {
margin-bottom: 10rpx;
padding: 10rpx;
border-radius: 12rpx;
box-shadow: 0 0 8rpx #ccc;
}
.threshold-name {
font-size: 26rpx;
color: #333;
margin-bottom: 8rpx;
}
.threshold-inputs {
display: flex;
justify-content: space-between;
}
.threshold-inputs input {
width: 100%;
height: 50rpx;
padding: 5rpx;
font-size: 20rpx;
border-radius: 10rpx;
border: 1px solid #ccc;
text-align: center;
}
.set-btn {
width: 80%;
padding: 10rpx;
margin-top: 10rpx;
background-color: #4CAF50;
color: white;
border-radius: 20rpx;
text-align: center;
font-size: 30rpx;
}
/* 控制按钮组样式 */
.control-cart {
align-items: center;
}
.control-left {
display: flex;
align-items: center;
gap: 12rpx;
}
.control-right {
display: flex;
align-items: center;
gap: 12rpx;
}
.toggle-btn {
width: 100rpx;
height: 60rpx;
border-radius: 12rpx;
border: 1px solid #cfcfcf;
background-color: #fff;
font-size: 28rpx;
box-shadow: 0 2rpx 6rpx rgba(0,0,0,0.05);
}
.toggle-btn.active {
/* 激活态样式（绿色） */
background-color: #2b9939;
color: #fff;
border-color: #2b9939;
box-shadow: 0 3rpx 8rpx rgba(43,153,57,0.3);
}
/* 禁用态样式 */
.toggle-btn[disabled] {
opacity: 0.6;
pointer-events: none;
}
</style>
七、运行效果（部分）
- 手机App界面
- 整体硬件
八、资料内容
九、文末
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