基于 STM32 与机智云的智能晾衣架设计与实现

 

本项目以 STM32F103C8T6 单片机为核心控制单元，结合多种传感器、显示及执行器件，并搭载 ESP8266 WIFI 模块对接机智云平台，完成了智能晾衣架的整体设计与实现。

 

项目围绕该设计展开了原理图、PCB 硬件、程序等全流程设计工作，通过实验验证了产品功能的有效性，实现了环境监测、模式切换、智能启停、远程控制等核心功能，同时配备阈值调节、防盗报警、灯光控制等实用特性，本文档也同步提供了该项目的相关资源分享。
 

Part.01项目简介
 

 

1、功能详解

1、STM32F103C8T6 单片机作为主控单元。

2、环境监测：采集环境温湿度、光照强度、是否有雨 / 有人等等。

3、显示功能：OLED 屏幕显示当前时间、显示环境信息数据。

4、模式切换：通过按键可切换自动模式和手动模式自动模式。

5、自动模式下定时时间内开启晾衣架，如果光照强度低于阈值、湿度高于阈值、有雨或者有人靠近，自动关闭晾衣架，定时时间外晾衣架始终关闭，防盗开关开启下如果有人闯入会开启蜂鸣器报警手动模式。

6、手动模式下通过按键可控制晾衣架和灯光的开关阈值调节：通过按键进入系统设置界面，可修改当前时间、修改各参数阈值和定时开关晾衣架的时间、可设置防盗开关。

7、机智云：通过 WIFI 模块连接 APP 来接收环境信息数据与控制指令下发。

 

2、主要器件

STM32F103C8T6、单片机OLED 、屏幕DHT11 、温湿度传感器、光敏传感器、雨滴传感器、光电红外传感器、ESP8266 模块（WIFI）、步进电机、有源蜂鸣器、LED指示灯。

 

Part.02原理图设计
 

 

 

 

Part.03PCB 硬件设计
 

 

 

 

Part.04程序设计
 

•  

 

#include "stm32f10x.h"         #include "sys.h"               #include "led.h"               #include "beep.h"              #include "usart.h"             #include "delay.h"             #include "dht11.h"             #include "oled.h"              #include "key.h"               #include "Modules.h"           #include "TIM2.h"              #include "adcx.h"              #include "stepmotor.h"         #include "HW.h"                #include "rain.h"              #include "hhrtc.h"             #include "usart2.h"#include "usart3.h"#include              #include             #include             #include "TIM3.h" #include "gizwits_product.h"         #include "gizwits_protocol.h"   
/****************异方辰电子工作室******************  STM32
 * 项目:STM32智能晾衣架（机智云版）                  * 版本:   V2.0 * 日期:   2026.3.11 * MCU:STM32F103C8T6 * 接口:见代码 * IP账号:异方辰电子/辰哥单片机设计（同BILIBILI|抖音|快手|小红书|CSDN|公众号|视频号等） * 作者:辰哥  * 工作室:   异方辰电子工作室 * 授权IP :辰哥单片机设计、异方辰电子、YFC电子、异方辰系列  * 官方网站    :www.yfcdz.cn**********************BEGIN***********************/

#define KEY_Long111           // 定义KEY1长按的按键值为11#define KEY_11               // 定义KEY1短按的按键值为1#define KEY_22               // 定义KEY2短按的按键值为2#define KEY_33               // 定义KEY3短按的按键值为3#define KEY_44               // 定义KEY4短按的按键值为4#define FLASH_START_ADDR0x0801f000// FLASH写入的起始地址（备用）
#define AUTO_MODE     1   // 自动模式#define MANUAL_MODE   2   // 手动模式#define SETTINGS_MODE 3   // 设置模式
SensorModules sensorData;// 声明传感器数据结构体变量（存储温湿度、光照、人体、雨滴等数据）SensorThresholdValue Sensorthreshold;// 声明传感器阈值结构体变量（存储各参数阈值）DriveModules driveData;// 声明驱动器状态结构体变量（存储LED、窗帘电机等状态）
uint8_t mode = 1;//系统模式  1=自动模式  2=手动模式  3=设置模式u8 openFlag = 0;    // 开启标志位（备用）u8 shuaxin  = 0;    // OLED数据刷新标志位1（1秒刷新）u8 shuaxin1 = 0;    // OLED数据刷新标志位2（1.5秒刷新，备用）u8 sendFlag = 0;    // 串口数据发送标志位（1秒上传一次传感器数据）u8 dakai;           // 串口3使用的传递变量（备用）u8 Flag_dakai;      // 串口3接收标志位（备用）u8 setHumiLight=0;  // 湿度/光照阈值修改标志位（修改后标记上传）uint8_t fandao = 1; // 防盗系统开关：1=开启 0=关闭uint8_t fandaoflag = 0; // 防盗报警标志位：1=报警（蜂鸣器响）0=正常
//系统静态变量（仅当前文件使用）static uint8_t count_a = 1;  // 自动模式下KEY2按键计数（切换子页面） uint8_t count_m = 1;  // 手动模式下KEY2按键计数（切换子页面）static uint8_t count_s = 1; // 设置模式下KEY2按键计数（切换子页面）
uint8_t motor_flag_last = 0;    // 上一次窗帘电机状态值（初始与driveData.MOTOR_Flag一致）uint8_t motor_rotate_done = 1;  // 电机转动执行完成标志：1=已完成 0=未完成（上电初始完成）

int main(void){ 
    SystemInit();
    delay_init(72);    USART1_Config();   // 之后 printf 才能用    ADCX_Init();
    NVIC_Configuration();
    MyRTC_Init();

    USART2_Config();
    USART3_Config();
    LED_Init();
    Key_Init();
    MOTOR_Init();
    OLED_Init();
    DHT11_Init();
    HW_Init();
    RAIN_Init();
    BEEP_Init();
    TIM2_Init(99,719);
    TIM3_Int_Init(1000-1,72-1);
  //  sensorData.lux = LDR_LuxData();
    OLED_Clear();
// 阈值/定时参数初始化Sensorthreshold.shi = 20;    Sensorthreshold.fen = 0;     Sensorthreshold.miao = 0;    Sensorthreshold.shix = 21;   Sensorthreshold.fenx = 00;   Sensorthreshold.miaox = 00;  Sensorthreshold.tempValue = 25; Sensorthreshold.humiValue = 60; Sensorthreshold.luxValue =50;   

  #define AUTO_PAGE_MAX       2         #define MANUAL_PAGE_MAX     2         #define SETTINGS_PAGE_1_END 4         #define SETTINGS_PAGE_2_END 7         #define SETTINGS_PAGE_3_END 10        #define SETTINGS_PAGE_MAX   13        #define OLED_CLEAR_DELAY    150     



    userInit();       // 机智云用户初始化（数据点初始化等）    gizwitsInit();    // 机智云协议初始化（WiFi配网、数据通信初始化）  gizwitsSetMode(WIFI_AIRLINK_MODE); //默认一键配网  delay_ms(200);
    printf("Start \n");     gizwitsHandle((dataPoint_t *)¤tDataPoint);    ScanGizwitsMode();
    delay_ms(200);  printf("3\n"); 
while (1){   gizwitsHandle((dataPoint_t *)¤tDataPoint);
    SensorScan();               // 扫描所有传感器（温湿度、光照、人体、雨滴），更新sensorData结构体数据    MyRTC_ReadTime();     
    uint8_t auto_page = 0;      // 自动模式子页面编号缓存    uint8_t manual_page = 0;    // 手动模式子页面编号缓存    uint8_t settings_page = 0;  // 设置模式子页面编号缓存
    // 模式逻辑重构：按「按键处理→页面绘制→数据显示→逻辑控制→模式切换」分层执行    switch(mode)                // 根据系统模式（1=自动/2=手动/3=设置）执行对应逻辑    {          case AUTO_MODE: // 自动模式（值为1）            // 1. 按键处理：调用SetAuto获取KEY2切换的子页面数，缓存到auto_page（仅调用1次）            auto_page = SetAuto();
            // 2. 页面绘制+数据显示：仅在有效子页面范围内执行（最大2页）            if(auto_page <= AUTO_PAGE_MAX)            {                OLED_autoPage1();          // 绘制自动模式页面1的固定文字（时间/温度/湿度等标题）                SensorDataDisplay1();      // 显示自动模式页面1的传感器实时数据（时间、温湿度、人体/雨滴状态）            }
            // 3. 核心控制逻辑：自动模式下的硬件控制            AutoControl();                // 执行自动模式控制逻辑（窗帘自动开关、防盗报警）            Control_Manager();            // 硬件输出控制（LED、蜂鸣器、窗帘电机执行）
            // 4. 模式切换按键处理：检测KEY1短按/长按，切换模式            // 短按KEY1：从自动模式切换到手动模式            if (KeyNum == KEY_1)            {                KeyNum = 0;               // 清空按键值，避免重复触发                mode = MANUAL_MODE;       // 切换系统模式为手动模式                count_m = 1;              // 重置手动模式子页面计数为1                OLED_Clear();             // 清空OLED屏幕，准备显示手动模式界面                delay_ms(OLED_CLEAR_DELAY); // 清屏后延时150ms，避免OLED闪屏            }            // 长按KEY1：从自动模式切换到设置模式            else if (KeyNum == KEY_Long1)            {                KeyNum = 0;               // 清空按键值，避免重复触发                mode = SETTINGS_MODE;     // 切换系统模式为设置模式                count_s = 1;              // 重置设置模式子页面计数为1                OLED_Clear();             // 清空OLED屏幕，准备显示设置模式界面                delay_ms(OLED_CLEAR_DELAY); // 清屏后延时150ms，避免OLED闪屏            }            break; // 自动模式逻辑结束，跳出switch
        case MANUAL_MODE: // 手动模式（值为2）            // 1. 按键处理：调用SetManual获取KEY2切换的子页面数，缓存到manual_page（仅调用1次）            manual_page = SetManual();
            // 2. 页面绘制+数据显示：先显示选择符号，再绘制页面内容            OLED_manualOption(manual_page);  // 显示手动模式当前选中项的>符号（灯光/窗帘）            if(manual_page <= MANUAL_PAGE_MAX) // 仅处理有效页面（原代码<=4为冗余，实际只有2页）            {                OLED_manualPage1();          // 绘制手动模式页面1的固定文字（灯光/窗帘标题）                ManualSettingsDisplay1();    // 显示手动模式页面1的参数（灯光/窗帘的开/关状态）            }
            // 3. 核心控制逻辑：手动模式下的硬件控制            ManualControl(manual_page);     // 执行手动模式控制逻辑（KEY3/KEY4控制灯光/窗帘开关）            Control_Manager();              // 硬件输出控制（LED、蜂鸣器、窗帘电机执行）
            // 4. 模式切换按键处理：短按KEY1切回自动模式            if (KeyNum == KEY_1)            {                KeyNum = 0;               // 清空按键值，避免重复触发                mode = AUTO_MODE;         // 切换系统模式为自动模式                count_a = 1;              // 重置自动模式子页面计数为1                OLED_Clear();             // 清空OLED屏幕，准备显示自动模式界面                delay_ms(OLED_CLEAR_DELAY); // 清屏后延时150ms，避免OLED闪屏            }            break; // 手动模式逻辑结束，跳出switch
        case SETTINGS_MODE: // 设置模式（值为3）            // 1. 按键处理：调用SetSelection获取KEY2切换的子页面数，缓存到settings_page（仅调用1次）            settings_page = SetSelection();
            // 2. 页面绘制+数据显示（按页面分段处理，逻辑更清晰）            OLED_settingsOption(settings_page); // 显示设置模式当前选中项的>符号/时间选择标记            ThresholdSettings(settings_page);   // 执行阈值调节逻辑（KEY3/KEY4修改选中项的数值）
            // 页面1：基础阈值设置（温度/湿度/光照/防盗系统）            if(settings_page <= SETTINGS_PAGE_1_END)            {                OLED_settingsPage1();          // 绘制设置页面1的固定文字（温度/湿度/光照/防盗阈值标题）                SettingsThresholdDisplay1();   // 显示设置页面1的参数（各阈值数值、防盗开关状态）            }            // 页面2：系统当前时间设置            else if(settings_page <= SETTINGS_PAGE_2_END)            {                OLED_settingsPage2();          // 绘制设置页面2的固定文字（当前时间标题、分隔符）                SettingsThresholdDisplay2();   // 显示设置页面2的参数（当前时/分/秒数值）            }            // 页面3：定时开启时间设置            else if(settings_page <= SETTINGS_PAGE_3_END)            {                OLED_settingsPage3();          // 绘制设置页面3的固定文字（开启时间标题、分隔符）                SettingsThresholdDisplay3();   // 显示设置页面3的参数（开启时/分/秒数值）            }            // 页面4：定时关闭时间设置            else if(settings_page <= SETTINGS_PAGE_MAX)            {                OLED_settingsPage4();          // 绘制设置页面4的固定文字（关闭时间标题、分隔符）                SettingsThresholdDisplay4();   // 显示设置页面4的参数（关闭时/分/秒数值）            }
            // 3. 核心控制逻辑（设置模式无硬件输出，仅修改参数，无执行代码）
            // 4. 模式切换按键处理：短按KEY1切回自动模式            if (KeyNum == KEY_1)            {                KeyNum = 0;               // 清空按键值，避免重复触发                mode = AUTO_MODE;         // 切换系统模式为自动模式                count_a = 1;              // 重置自动模式子页面计数为1                OLED_Clear();             // 清空OLED屏幕，准备显示自动模式界面                delay_ms(OLED_CLEAR_DELAY); // 清屏后延时150ms，避免OLED闪屏               // UsartSendReceiveData(); // 模式切换时补1次串口调用，确保数据同步上传            }            break; // 设置模式逻辑结束，跳出switch
        default: // 异常模式保护：防止模式值错误导致程序异常            mode = AUTO_MODE;             // 默认切回自动模式            count_a = 1;                  // 重置自动模式子页面计数为1            OLED_Clear();                 // 清空OLED屏幕，恢复正常显示            delay_ms(OLED_CLEAR_DELAY);   // 清屏后延时150ms，避免OLED闪屏            break; // 异常模式处理结束，跳出switch    }userHandle();
  }}

•  

 

 

Part.05实验效果
 

 

 

 

Part.06包含内容