【1】项目说明
购买本篇文章之后,在文章末尾
可以看到百度网盘的地址,可以从网盘下载本项目对应的资料包。
资料主要包含项目完整的全部源码、完整设计文档、原理图、用到的软件工具。拿到资料包之后可以轻松copy出一个一模一样的项目出来。只需要按照设计文档买好硬件,按照文档里写的接线说明接好线,然后编译代码下载进去,项目就完成开发了。
有技术支持,项目开发过程中遇到技术问题,可以随时问。
下面是本项目资源包内包含的内容。
一、前言
1.1 项目介绍
【1】项目功能介绍
随着科技的发展,物联网技术在各个领域的应用越来越广泛。在工业自动化、智能家居、农业科技等方面,物联网技术都发挥着重要作用。在测量领域,超声波测距技术由于其非接触性、高精度、高速度等优点,被广泛应用于各种场景。
本项目基于STM32设计的超声波测距仪,可以实现实时测量距离的功能,测量范围为2cm ~ 400cm。同时,通过OLED显示屏将测量结果实时显示出来,方便用户查看。此外,通过ESP8266-WIFI模块,将测量数据上传到腾讯云物联网平台,实现远程监控和数据存储。
通过微信小程序,用户可以随时查看实时测量的距离数据。这不仅提高了测量的便利性,还实现了数据的远程管理和分析,通过物联网技术,将超声波测距仪与云平台、微信小程序等相结合,为用户提供更加智能化、便捷化的测量体验。
【2】项目硬件模块组成
项目的硬件模块组成如下:
(1)主控芯片:STM32F103RCT6,作为整个系统的核心控制器,负责处理超声波测距模块的数据和控制信号,同时控制OLED显示屏和ESP8266-WIFI模块进行通信。
(2)超声波测距模块:采用HC-SR04超声波模块,通过发射超声波信号并接收回波来测量与物体的距离。该模块与主控芯片进行连接,以获取距离测量数据。
(3)OLED显示屏:使用0.96寸SPI接口的OLED显示屏,可以通过主控芯片的SPI总线进行通信。主控芯片将测量到的距离数据发送给OLED显示屏,实时显示测量结果。
(4)WIFI模块:采用ESP8266-WIFI模块,用于实现设备与腾讯云物联网平台的通信。主控芯片通过串口与ESP8266-WIFI模块进行通信,并利用MQTT协议上传测量数据到腾讯云物联网平台。
项目的硬件模块包括主控芯片STM32F103RCT6、超声波测距模块HC-SR04、OLED显示屏和ESP8266-WIFI模块。这些模块协同工作,实现了无接触测量距离,并将测量结果显示在OLED屏幕上,同时通过ESP8266-WIFI模块上传到腾讯云物联网平台,方便用户通过微信小程序实时查看测量数据。
1.2 设计思路
【1】整体设计思路
项目的整体设计思路如下:
(1)硬件设计:
选择STM32作为主控制器,负责超声波测距仪的核心控制功能。
设计超声波测距电路,包括发射电路和接收电路,用于发送超声波信号并接收反射回来的信号。
连接OLED显示屏,用于实时显示测量距离结果。
集成ESP8266-WIFI模块,用于与腾讯云物联网平台进行通信和数据上传。
(2)软件设计:
开发STM32的固件程序,实现超声波测距功能,包括发射超声波信号、接收反射信号、计算距离等。
编写OLED显示屏的驱动程序,将测量距离结果显示在屏幕上。
开发ESP8266-WIFI模块的通信程序,将测量数据通过WIFI上传到腾讯云物联网平台。
(3)腾讯云物联网平台设计:
在腾讯云物联网平台上创建设备,配置相关参数,以便接收来自超声波测距仪的数据。
设计数据存储方案,将上传的测量数据存储在云平台上,以便后续分析和处理。
(4)微信小程序设计:
开发微信小程序,实现与腾讯云物联网平台的通信功能。
设计用户界面,展示实时测量的距离数据,提供友好的交互体验。
(5)系统集成与测试:
将硬件、软件、云平台和小程序等各个部分进行集成和调试,确保系统正常运行。
进行系统测试,验证超声波测距仪的测量精度、数据传输稳定性和微信小程序的功能等。
通过以上设计思路,实现基于STM32的超声波测距仪的开发,实现实时测量、远程监控和数据存储等功能,并通过微信小程序提供用户友好的交互界面。
【2】ESP8266工作模式配置
在整个设计里,STM32端的ESP8266配置成STA模式+TCP客户端模式,上电时连接家里的路由器WIF热点,连接互联网,以TCP客户端模式(通过MQTT协议)去连接腾讯云物联网服务器,实时上传当前的设备状态等各种参数信息。用户在微信小程序可以远程查看设备的状态信息。
ESP8266模块具有两种常用的工作模式,分别是STA模式和AP模式:
(1)STA模式(Station Mode):在STA模式下,ESP8266可以连接到已存在的Wi-Fi网络作为一个客户端设备。它可以扫描周围的Wi-Fi网络,并且根据提供的SSID和密码进行连接,获取IP地址后可以通过该网络与其他设备进行通信。在STA模式下,ESP8266可以实现与互联网的连接,执行各种网络相关的操作。
(2)AP模式(Access Point Mode):在AP模式下,ESP8266可以作为一个独立的Wi-Fi接入点(热点)运行。它会创建一个自己的Wi-Fi网络,允许其他设备(如手机、电脑等)连接到这个热点上。在AP模式下,ESP8266可以充当局域网内部的服务器,通过建立TCP/IP连接与其他设备进行通信,提供Web页面访问、数据传输等服务。
通过STA模式,ESP8266可以连接到互联网上的其他设备或服务器,实现远程控制和数据交换;而通过AP模式,ESP8266可以作为一个独立的接入点,让其他设备通过它进行连接和通信。