如何使用STM32制作启用BLE的智能灯泡

　　本文将教您如何使用 STM32 制作启用 BLE 的智能灯泡。

　　家庭自动化涉及自动化家庭环境设备。为此，我们开发了一种易于安装的智能灯泡，并且可以通过网络浏览器或智能手机应用程序控制连接的设备。该项目的目的是使用网络浏览器或智能手机控制不同的家用电器。

　　一、介绍

　　该项目展示了一种使用 BleuIO Dongle 打开和关闭通过 5V 继电器连接到 STM32 Nucleo-144 的灯泡的简单方法。

　　您将需要两个加密狗，一个连接到 Nucleo 板，一个连接到计算机，运行 Web 脚本。

　　当 BleuIO Dongle 连接到 Nucleo 板的 USB 端口时，STM32 会识别它并直接开始广告。这允许另一个加密狗连接到它。

　　它还将接受来自 UART 的 3 个不同输入：

　　输入结果

　　0 向 BlueIO Dongle 发送 ATI（请求设备信息）命令。

　　1 手动打开灯泡

　　2 手动关闭灯泡

　　我们使用了STM32 Nucleo-144开发板和STM32H743ZI MCU（STM32H743ZI micro mbed-Enabled Development Nucleo-144 series ARM？ Cortex？-M7 MCU 32-Bit Embedded Evaluation Board）作为例子。

　　如果您想使用其他设置，您必须确保它支持 USB 主机，并注意 GPIO 设置可能不同，可能需要在 .ioc 文件中重新配置。

　　警告 – 该项目涉及可能导致严重伤害或死亡的高电压。在对电路进行操作之前，请采取所有必要的预防措施，并关闭电路的所有电源。

　　2. 连接继电器

　　谨防：

　　试验交流电时请务必小心，触电会导致严重伤害！风险通知；免责声明

　　引脚排列和连接到STM32 对于继电器电路的直流部分，将S（信号）连接到STM32 NUCLEO 板上的引脚PE4，同时将电源（+）和地（-）分别连接到+5V 和GND。

　　3. 关于守则

　　这个项目基于我们之前的 STM32 项目 （https://github.com/smart-sensor-devices-ab/stm32_bleuio_example），在 .ioc 文件中有这些变化：

　　在引脚视图中，我们将 GPIO PE4 设置为 OUTPUT 并将其标记为“灯泡”。

　　在 USB_HOST\usb_host.c 中的 USBH_CDC_ReceiveCallback 函数中，我们将 CDC_RX_Buffer 复制到一个名为 dongle_response 的外部变量中，该变量可从 main.c 文件访问。

　　在 main.c 中，我们创建了一个简单的解释器，以便我们可以对从加密狗接收到的数据做出反应。

void  dongle_interpreter ( uint8_t * input)
 {

    if ( strlen (( char *)input) != 0 )
    {
        if ( strstr (( char *)input, "\r\n广告..." ) != NULL )
        {
            isAdvertising = true ;
        }
        if ( strstr (( char *)input, "\r\n广告已停止。" ) != NULL )
        {
            isAdvertising = false ;
        }
        if ( strstr (( char *)input, "\r\nCONNECTED" ) != NULL )
        {
            isConnected =真;
            HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
        }
        if ( strstr (( char *)input, "\r\nDISCONNECTED" ) != NULL )
        {
            isConnected = false ;
            HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
        }
        if ( strstr (( char *)input, "L=0" ) != NULL )
        {
            isLightBulbOn = false ;
            HAL_GPIO_WritePin(Lightbulb_GPIO_Port, Lightbulb_Pin, GPIO_PIN_RESET);

            writeToDongle(( uint8_t *)DONGLE_SEND_LIGHT_OFF);

            uart_buf_len = sprintf (uart_tx_buf, "\r\n灯泡是 %s\r\n" , isLightBulbOn ? "on" : "off" );
            HAL_UART_Transmit(&huart3, ( uint8_t *)uart_tx_buf, uart_buf_len, HAL_MAX_DELAY);
        }
        if ( strstr (( char *)input, "L=1" ) != NULL )
        {
            isLightBulbOn = true ;
            HAL_GPIO_WritePin(Lightbulb_GPIO_Port, Lightbulb_Pin, GPIO_PIN_SET);

            writeToDongle(( uint8_t *)DONGLE_SEND_LIGHT_ON);

            uart_buf_len = sprintf (uart_tx_buf, "\r\n灯泡是 %s\r\n" , isLightBulbOn ? "on" : "off" );
            HAL_UART_Transmit(&huart3, ( uint8_t *)uart_tx_buf, uart_buf_len, HAL_MAX_DELAY);
        }
    }
    memset (&dongle_response, 0 , RSP_SIZE);
}

我们还更新了 handleUartInput 函数，以便我们可以通过 UART 手动控制灯泡。

void  handleUartInput (UARTCommandTypeDef cmd)
 {
     switch (cmd)
    {
        情况UART_RX_0：
        {
            // 0 
            uart_buf_len = sprintf (uart_tx_buf, "\r\n(0 press )\r\n" );
            HAL_UART_Transmit(&huart3, ( uint8_t *)uart_tx_buf, uart_buf_len, HAL_MAX_DELAY);
            如果（isBleuIOReady）
            {
                writeToDongle(( uint8_t *)DONGLE_CMD_ATI);
            }其他
            {
                uart_buf_len = sprintf (uart_tx_buf, BLEUIO_NOT_READY_MSG);
                HAL_UART_Transmit(&huart3, ( uint8_t *)uart_tx_buf, uart_buf_len, HAL_MAX_DELAY);
            }
            uartStatus = UART_RX_NONE;
            打破;
        }
        情况UART_RX_1：
        {
            // 1 
            uart_buf_len = sprintf (uart_tx_buf, "\r\n(1 个按下的灯泡亮了！)\r\n" );
            HAL_UART_Transmit(&huart3, ( uint8_t *)uart_tx_buf, uart_buf_len, HAL_MAX_DELAY);
            HAL_GPIO_WritePin(Lightbulb_GPIO_Port, Lightbulb_Pin, GPIO_PIN_SET);
            uartStatus = UART_RX_NONE;
            打破;
        }
        情况UART_RX_2：
        {
            // 2 
            uart_buf_len = sprintf (uart_tx_buf, "\r\n(2 按下灯泡关闭！)\r\n" );
            HAL_UART_Transmit(&huart3, ( uint8_t *)uart_tx_buf, uart_buf_len, HAL_MAX_DELAY);
            HAL_GPIO_WritePin(Lightbulb_GPIO_Port, Lightbulb_Pin, GPIO_PIN_RESET);

            uartStatus = UART_RX_NONE;
            打破;
        }
        情况UART_RX_NONE：
        {
            打破;
        }
        默认：
        {
            uartStatus = UART_RX_NONE;
            打破;
        }
    }
}

　　我们将解释器函数放在主循环中。

　　4. 使用示例项目

　　4.1 你需要什么

　　两个 BleuIO 加密狗

　　加密狗的脚本（可在 web 脚本文件夹中的源代码中找到）

　　带有带 USB 端口的 STM32 微控制器的板。（Nucleo-144 开发板：NUCLEO-H743ZI2，用于开发此示例。

　　要将加密狗连接到 Nucleo 板，可以使用带有 USB A 母对母适配器的“USB A 到 Micro USB B”电缆。）

　　STM32CubeIDE

　　一个 5V 继电器

　　一个灯泡

　　5. 如何设置项目

　　5.1 从下方下载项目

　　克隆项目，或将其下载为 zip 文件并将其解压缩到您的 STM32CubeIDE 工作区中。

　　5.2 作为现有项目导入

　　从 STM32CubeIDE 中选择 File》Import.。。

　　然后选择 General》Existing Projects into Workspace 然后点击“Next》”

　　确保您在“选择根目录：”中选择了您的工作区

　　您应该会看到项目“stm32_bleuio_example”，检查它并单击“完成”。

　　6. 运行示例

　　在 STMCubeIDE 中，单击锤子图标以构建项目。

　　使用 TeraTerm、Putty 或 CoolTerm 等串行终端仿真程序打开“STMicroelectronics STLink 虚拟 COM 端口”。串行端口设置：

　　波特率：115200

　　数据位：8

　　奇偶校验：无

　　停止位：1

　　流量控制：无

　　在运行示例之前连接 BleuIO Dongle。

　　在 STMCubeIDE 中，单击绿色播放按钮闪烁并在您的板上运行它。第一次单击它时，将出现“运行配置”窗口。您可以保持原样，然后单击运行。

　　您应该会收到以下欢迎信息：

　　等到显示消息：“［BleuIO Dongle Ready］”。

　　您现在可以使用脚本连接另一个加密狗。

　　您还可以使用 uart 命令（0、1 或 2）：

　　按 0 获取设备信息。

　　1 打开灯泡。

　　2 关闭灯泡。

　　加密狗响应将打印到 UART。

　　7. 从网络浏览器控制灯光

　　我们编写了一个简单的脚本，该脚本连接到加密狗并发送信号以从 Web 浏览器切换灯光。

　　为了让这个脚本工作，我们需要

　　连接到计算机的 BleuIO USB 加密狗。

　　BleuIO javascript 库

　　Chrome 78 或更高版本，并且您需要在 chrome://flags 中启用 #enable-experimental-web-platform-features 标志

　　一个网络打包器——（parcel js）

　　创建一个名为 index.html 的简单 Html 文件，它将用作脚本的前端。此 Html 文件包含一些按钮，可帮助连接到远程加密狗并向其发送信号，该加密狗已连接到 stm32。

　　< html  lang = "en" > 
  < head > 
    < meta  charset = "UTF-8" /> 
    < meta  http-equiv = "X-UA-Compatible"  content = "IE=edge" /> 
    <元 名称= "viewport"  content = "width=device-width, initial-scale=1.0" /> 
    < link 
      href = "https://cdn.jsdelivr.net/npm/bootstrap@5.1.3/dist/css/ bootstrap.min.css”
      rel = "样式表"
      完整性= “sha384-1BmE4kWBq78iYhFldvKuhfTAU6auU8tT94WrHftjDbrCEXSU1oBoqyl2QvZ6jIW3” 
      crossorigin = “匿名” 
    /> 
    <标题>控制轻使用Bleutooth低能  
   
  <体 类= “MT-5” > 
    < DIV 类= “容器MT-5” > 
      < h1  class = "mb-5" >使用低功耗蓝牙控制灯光  
      <按钮 类="btn btn-success"  id = "connect" >连接  
      < button  class = "btn btn-warning"  id = "lightOn"  disabled >打开  
      < button  class = "btn btn-danger"  id = "lightOf"  disabled > Turn Off  
     
    < div  class = "container mt-5"> 
      <图片 ID= "light"  src = "light_off.png"  alt = "" /> 
   

    < script  src = "script.js" >  
   

创建一个名为 script.js 的 js 文件并将其包含在 Html 文件的底部。该js文件使用BleuIO js库来编写AT命令并与其他加密狗通信。

import * as my_dongle from  "bleuio" ;
const dongleToConnect = "[0]40:48:FD:E5:35:A5" ;
从"./light_on.png"导入lightOnImg ；
从"./light_off.png"导入lightOfImg ；
文档.getElementById( "connect" ).addEventListener( "click" , function () {  
  my_dongle.at_connect();
  文档.getElementById( "lightOn" ).disabled = false ;
  文档.getElementById( "lightOf" ).disabled = false ;
  文档.getElementById( "connect" ).disabled = true ;
});

文档.getElementById( "lightOn" ) .addEventListener ( "click" , function () {
  my_dongle
    .ati ()
    . 然后（（数据） => {
       //米AKE中央如果 不
      如果（JSON.stringify（数据）.includes（ “外设”））{
        控制台的.log（ “周边”）;
        my_dongle.at_central()。then ( (x) => {
           console .log( "central now" );
        });
      }
    })
    . then ( () => {
       //连接到加密狗
      my_dongle
        .at_getconn()
        . then ( (y) => {
           if (JSON.stringify(y).includes(dongleToConnect)) {
             console .log( "already connected" );
          }其他{
            my_dongle.at_gapconnect(dongleToConnect)。then ( () => {
               console .log( "连接成功" );
            });
          }
        })
        . then ( () => {
           //发送命令控制灯光
          my_dongle.at_spssend( "L=1" )。then ( () => {
             console .log( "Turned on" );
             document .getElementById( "light" ).src = lightOnImg;
          });
        });
    });
});

文档.getElementById( "lightOf" ) .addEventListener ( "click" , function () {
  my_dongle
    .ati ()
    . 然后（（数据） => {
       //米AKE中央如果 不
      如果（JSON.stringify（数据）.includes（ “外设”））{
        控制台的.log（ “周边”）;
        my_dongle.at_central()。then ( (x) => {
           console .log( "central now" );
        });
      }
    })
    . then ( () => {
       //连接到加密狗
      my_dongle
        .at_getconn()
        . then ( (y) => {
           if (JSON.stringify(y).includes(dongleToConnect)) {
             console .log( "already connected" );
          }其他{
            my_dongle.at_gapconnect(dongleToConnect)。then ( () => {
               console .log( "连接成功" );
            });
          }
        })
        . then ( () => {
           //发送命令控制灯光
          my_dongle.at_spssend( "L=0" )。then ( () => {
             console .log( "Turned off" );
             document .getElementById( "light" ).src = lightOfImg;
          });
        });
    });
});

　　脚本js文件有三个按钮动作；连接和控制灯。

　　现在我们需要知道另一个连接到STM32的加密狗的ID，以便我们可以连接到它。您可以使用此 Web 终端获取加密狗 ID。

　　- 打开此站点 https://bleuio.com/web_terminal.html 并单击连接到加密狗。

　　- 选择合适的端口进行连接。

　　- 一旦它说已连接，输入**“ATI”**。这将显示加密狗信息和当前状态。

　　- 如果加密狗处于外围角色，请通过键入 **”AT+CENTRAL“** 将其设置为中央

　　- 现在通过键入 **”AT+GAPSCAN“** 进行间隙扫描

　　- 在列表中看到您的加密狗后，按 control+c 停止扫描

　　- 复制 ID 并将其粘贴到脚本 （script.js） 第 2 行中

　　您将需要一个网络捆绑器。你可以使用parcel.js

　　安装parcel js后，转到根目录并输入“parcel index.html”。这将启动您的开发环境。

　　使用parcel js 在浏览器上打开脚本。

　　您可以轻松连接到加密狗并从那里打开关闭灯。