本网页已闲置超过3分钟,按键盘任意键或点击空白处,即可回到网页

基于 STM32 的BLE智能灯泡

发布时间:2021-12-14
分享到:

基于 STM32 的BLE智能灯泡

发布时间:2021-12-14
分享到:

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</标题> 
  </头> 
  <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</ h1 > 
      <按钮 类="btn btn-success"  id = "connect" >连接</ button > 
      < button  class = "btn btn-warning"  id = "lightOn"  disabled >打开</ button > 
      < button  class = "btn btn-danger"  id = "lightOf"  disabled > Turn Off </ button > 
    </ div > 
    < div  class = "container mt-5"> 
      <图片 ID= "light"  src = "light_off.png"  alt = "" /> 
    </ div >

    < script  src = "script.js" ></ script > 
  </ body > 
</ html >

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。

本方案所用到的一些代码

如果您对此项目有任何想法、意见或问题,请在下方留言。

原文链接丨以上内容来源网络,如涉及侵权可联系删除。

加入微信技术交流群

技术交流,职业进阶

关注与非网服务号

获取电子工程师福利

加入电路城 QQ 交流群

与技术大牛交朋友

讨论