01 引言
随着科技的飞速发展,智能家居领域迎来了革命性的变革,其中智能照明作为智能家居系统中的重要组成部分,极大地提升了我们日常生活的便利性,通过智能控制和自动化调节,使照明系统更加贴合我们的需求,比如根据环境光线自动调节亮度,或者根据我们的日常习惯设定开关时间,实现更加个性化和舒适的照明环境。此外,智能照明系统通过精准的光控技术,有效降低了能源消耗,为节能减排做出了积极的贡献。
02 项目介绍
《智能照明灯》项目是一项集成了现代物联网技术的智能照明解决方案,旨在通过智能化控制提升照明系统的能效和用户体验。本项目硬件平台基于Hi3861开发板,项目采用了NFC配网、MQTT通信、光照传感器数据采集等多项技术,实现了智能控制RGB灯的颜色、亮度以及工作模式,解决了传统照明系统操作不便和能源浪费的问题,提供了一个节能、便捷和舒适的照明解决方案。
项目实现内容:
- 设备端
1) NFC 配网功能
2) 按键切换照明灯的工作模式
3) 根据光照传感器进行调整当前光照的亮度
4) 发布和订阅MQTT 的消息
- 微信小程序端
1) 可以将数据写入 NFC 标签中
2) 可以手动控制RGB 灯的开关和颜色控制
3) 可以定时控制RGB 灯的开启时间和关闭时间
4) 可以手动切换RGB 灯的工作模式
5) 在界面中显示当前光照传感器的数据和RGB 灯当前的状态
03 项目涉及技术点
①使用NFC进行WiFi配网
②华为云平台MQTT服务的申请和使用
③JSON数据的封装和解析
④微信小程序的搭建和利用相关API进行设备的监控
04 项目实现
项目框架
硬件部分
1.主控部分
本项目使用的是 Hi-12F 模组作为主控,此模组是基于 Hi3861V100 芯片设计的,该芯片是一款高度集成的 2.4GHz 芯片,集成了 IEEE 802.11b/g/n 基带和 RF 电路,包括功率放大器 PA、低噪声放大器LNA、RF balun、天线开关以及电源管理模块等。
支持 20MHz 标准带宽和 5MHz/10MHz 窄带宽,提供最大 72.2Mbit/s 物理层速率。并且集成了高性能32 位微处理器,提供 SPI、UART、I2C、I2S、PWM、GPIO 以及多路 ADC 模拟输入等丰富的外设接口,同时支持 SDIO2.0 接口,时钟最高支持 50MHz。
主控部分原理图如下图所示:
模组的外设引脚功能,如下图所示:
2.三色灯部分
RGB 灯部分所使用的是 AW2013 控制芯片进行驱动和共阳极的三色 LED 灯,此芯片支持淡入淡出效果和直接 PWM 控制模式和一次编程模式,使用的 I2C 端口与主控芯片进行通信,它可以驱动 3 个单独的 LED 灯或一组RGB 灯。亮度可以使用 PWM 进行设置,输出电流可配置 4 级(0A、5mA、10mA、15mA)。
3.NFC 部分
NFC 通信使用的是恩智浦公司生产的 NT3H1101 芯片,此芯片支持 I2C 通信,支持可配置的现场检测引脚,内部配备有EEPROM 存储芯片,允许在 RF 和 I2C 之间快速传出数据,不收 EEPROM 内存的写入周期进行限制。
4.OLED 显示屏部分
采用 SSD1306 芯片进行驱动 0.96 寸OLED 显示屏,本显示屏使用黄+蓝屏幕进行显示。点阵数量为 128*64。
软件部分
1.设备端程序框架
2.应用端程序框架
综合测试
- 编译工程
1.修改 src\vendor\hqyj\fs_hi3861\demo 下的 BUILD.gn 文件。注释掉其它目录,保留本工程目录:
2.在 VS Code 的左侧按钮中,打开 DevEco Device Tool开发工具,在开发工具中首先点击“Rebuild”进行编译源码。
3.编译完成之后,会在终端中提示“SUCCESS”字样,说明编译完成。
4.编译完成之后,点击 upload 上传代码到开发板(需提前在工程配置中检查 upload_ port 是否正确)。注意在提示复位时按一下复位按钮。
再经过烧写后即可运行程序
除了指导如何在开发板上实现项目外,项目说明文档还涵盖了软件部分的云平台配置、综合测试的烧写及运行程序等详细步骤,完整的项目文档目录如下图。
后台私信小雯老师(备注:智能照明灯),免费领取《智能照明灯》项目完整文档、项目源码。
05 硬件平台
《智能照明灯》是一个物联网实战项目,硬件平台是华清远见Hi3861鸿蒙开发板。
开发板简介
FS-Hi3861鸿蒙开发板,是华清远见研发的一款用于鸿蒙设备开发及鸿蒙物联网开发学习的开发板。主控为华为海思Hi3861V100芯片,内置WiFi功能,支持OpenHarmony系统。
开发板板载资源丰富,包括传感器、执行器、NFC、显示屏等,还有丰富的拓展模块,还包括电机驱动板超声波测距模块、智能小车、指纹识别模块、语音控制模块、农业安防模块、雷达控制模块、移动定位模块等。
开发板还配套了丰富的开发教程、视频课程及综合项目案例,非常适合物联网相关教学、学生毕设、个人学习、项目练手,还可用于全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛,及全国大学生物联网设计竟赛华为赛道。
基于Hi3861鸿蒙开发板,我们提供了12大物联网综合应用项目:智能照明灯、智能安防报警、智慧农业、智能温度计、智能测距仪、倒车雷达、智能小车、智能指纹锁、智能垃圾桶、语音控制智能小车、智慧农业与安防控制、车辆感知与定位,案例中涉及了单片机接口开发、传感器数据采集、鸿蒙系统开发、NFC配网、WiFi网络开发、MQTT协议、华为云接入、微信小程序开发等知识点,非常适合高校教学、学生毕设、创新竟赛及个人开发学习实战。
配套学习路线推荐
关于单片机相关入门及项目课程的说明:
1. 从用户个人能力角度上看,部分鸿蒙开发学习用户,单片机方面比较薄弱,我们提供电机驱动板和超声波模组的配套文档、源码视频课程,可以进行单片机入门、电机控制基础、总线通讯-协议学习,也可以做单片机项目练手,便于单片机方向的拓展学习;
2. 从项目协作式开发角度看,比如竞赛或高校教学,一个项目组可以更好的分工,有的负责单片机控制(传感器数据采集与电机控制等),有的负责鸿RTOS以及网络开发,有的负责微信小程序开发,项目综合性较强,可以锻炼团队协作及多技术方向学习。
对于初学者,在找工作前,也可以多做一些物联网项目案例练手,在实战中去理解并应用技术。有精力的话,最好可以基于我们的开发板去拓展一些功能更丰富的项目,做更多技术上的创新拓展,去参加一些竞赛(比如全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛、全国大学生物联网设计竟赛华为赛道),DIY一些更接近实际产品的项目,这样的经历,也会为你的简历及面试加分不少。
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