基于STM32F103+涂鸦三明治的宠物自动喂食器

只看该作者 · 2022-2-28 22:26

本帖最后由高级安全大使于 2022-2-28 23:30 编辑

方案应用场景该方案应用于铲屎官们家中的宠物喂食，比如猫咪和狗狗。
喂养宠物的铲屎官都明白，宠物平时的最大消耗就是他们的宠粮，每天要加几次宠粮才能满足宠物对食物的需求。但是每天需要上班赚取生活费的铲屎官，在家里的时间并不多，宠物白天的饮食就是一个大问题，如果早上过多的添加宠粮，会造成宠物不停地进食，造成肥胖等疾病，但是如果添加的过少，在白天家中无人的情况下宠物有得不到及时的食物补充，对宠物的生长也不利。这时候一块自动的定时宠粮喂食器便显得尤为重要。特别是在铲屎官因故长期不在家，造成宠物得不到进食的问题。该方案设计以下几点功能：1.自动定时投食2.自定义每次投食量3.手机远程投食4.可查看投食记录5.小夜灯功能，为凌晨起床的宠物提供照明6.实时检测温湿度7.LCD触摸屏显示，无需打开手机便可获得相关信息8.ws2812环形彩灯，增加美观
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只看该作者 · 2022-2-28 22:30

技术要点
1.STM32MCU作为主控，通过WiFi模组获取服务器的指令，完成相应处理和判断，如手动喂食。并上传相应数据，如上报余量，电池电量，充电状态。
2.涂鸦WiFi模组作为通信模块用来连接stm32和涂鸦IOT云平台，用来作为数据的透传，将下位机的数据通过MQTT上传至云平台，并将云平台下发的指令转发给下位机，作为上位机和下位机的良好握手。
3.涂鸦IOT云平台提供云端数据储存
4.手机APP的开发，因为涂鸦的IOT平台已经拥有快速开发APP的功能，用户所要做的事情非常少，但是使用模板会显得千篇一律，如果自己开发，还是有一定的难度的。
4.减速电机的控制，此次设计采用的是直流减速电机，控制比较简单，不过此设计太好的电机只会增加难度和成本。（因H桥控制板损坏，已替换为继电器控制。）
5.外壳的搭建，试验版本采用纸壳搭建，后期改用亚克力板或者PLA打印，纸壳肯定不适合宠物，特别是猫咪，对纸壳拥有无与伦比的破坏力。（此步骤因材料限制等原因，舍弃了）

只看该作者 · 2022-2-28 22:32

硬件概述
主控：
主控采用了STM32F103，选用了野火的开发板，因为我想加一个屏幕直接使用开发板会比较方便，虽然成本提高太多，但是造就完了。

只看该作者 · 2022-2-28 22:33

其余的硬件大多由涂鸦提供：
涂鸦三明治 Wi-Fi MCU 通信板1

只看该作者 · 2022-2-28 22:34

涂鸦三明治H桥直流电机驱动功能板1

只看该作者 · 2022-2-28 22:34

涂鸦三明治直流供电电源板*1

只看该作者 · 2022-2-28 22:35

对于这三块板想要吐槽一下，第一块的wifi通信板没话说，非常好，第二块的H桥控制经不住折腾，烧了，第三块的电源板电池槽太高，没法与其他两块板一起形成“三明治”。
电机，传感器等外设由我们自己选择。

只看该作者 · 2022-2-28 22:35

涂鸦IOT平台搭建项目
一款无线的产品开发就必须依托好用的云平台，此次涂鸦提供了免费的云平台，我们只需要注册好开发者账号便可以依托其强大的IOT平台进行开发。
点此前往涂鸦智能开发平台进行注册。
注册后可参考官方的涂鸦IOT平台产品创建流程。
产品创建完成后下载开发资料，建议全部下载，其中MCU SDK的内容会根据你所选择的标准功能不同而不同，为了方便可在选择功能时尽可能多的考虑到需要配置的功能，当然，即使你一个不选，SDK也开放了各个功能的函数，只是被屏蔽，可自行放开。

只看该作者 · 2022-2-28 22:37

通信功能调试
在进行功能调试之前先看MCU对接方案的原理图：

只看该作者 · 2022-2-28 22:40

mcu与涂鸦的wifi模组通过串口进行通信，此处的wifi模组的作用是透传，相当于在MCU和云平台之间进行牵手，只进行消息的转发，不进行处理。手机APP和云平台通过wifi网络与4G网络进行通信。手机与模组之间通过蓝牙进行通信，只不过该应用并未涉及。

只看该作者 · 2022-2-28 22:40

wifi模组调试
第一步打开我们之前下载的文件，打开涂鸦调试助手。

只看该作者 · 2022-2-28 22:41

只看该作者 · 2022-2-28 22:41

将WiFi的通信板的串口1接到usb-ttl上，接到电脑，一定是串口1，串口0是查看模组本身的log的，打开涂鸦调试助手。选择MCU模拟，此时调试助手就相当于是MCU，可以与WiFi模组通信，可用此来调试WiFi模组。选择好串口，波特率默认9600.功能点调试文件选择之前下载的json文件。初始化配置保持默认，点击开始调试。如收到以下数据说明模组与助手连接正常，可以开始调试。

只看该作者 · 2022-2-28 22:42

此时我们下载涂鸦智能APP，注册后选择添加设备，在小家电里面找到宠物喂食器，选择2.4G的WiFi网络。输入密码。点击下一步

只看该作者 · 2022-2-28 22:44

此时在模组调试助手点击smart配网，手机点击下一步

只看该作者 · 2022-2-28 22:46

只看该作者 · 2022-2-28 22:46

配网成功后会在手机APP和调试助手同时看到相应信息。连接成功后会定时发送心跳包保持连接。

只看该作者 · 2022-2-28 22:48

至此WiFi模组配网完成，改配网信息会保存在WiFi模组内部，下次上电会自动连接该网络。如果更换网络环境需要重置后再次配网。
此时可在DP CMD里面测试相关DP点的数据上报，观察有无数据的上报下发。

只看该作者 · 2022-2-28 22:49

MCU调试
WiFi模组调试完成之后我们需要调试我们的主控，也就是MCU，在我这里就是STM32F103。
在进行MCU调试之前我们需要先进行SDK的移植，将之前下载的SDK移植到我们的STM32项目中。

只看该作者 · 2022-2-28 22:49

（1），基础工程创建
移植前，我们需要准备一个空的工程，工程中只需要添加一个串口驱动便可。

复制

#ifndef __USART_H

#define        __USART_H





#include "stm32f10x.h"

#include <stdio.h>



// 串口1-USART1

#define  DEBUG_USARTx                   USART1

#define  DEBUG_USART_CLK                RCC_APB2Periph_USART1

#define  DEBUG_USART_APBxClkCmd         RCC_APB2PeriphClockCmd

#define  DEBUG_USART_BAUDRATE           9600



// USART GPIO 引脚宏定义

#define  DEBUG_USART_GPIO_CLK           (RCC_APB2Periph_GPIOA)

#define  DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd    RCC_APB2PeriphClockCmd

    

#define  DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT         GPIOA   

#define  DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN          GPIO_Pin_9

#define  DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT       GPIOA

#define  DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN        GPIO_Pin_10



#define  DEBUG_USART_IRQ                USART1_IRQn

#define  DEBUG_USART_IRQHandler         USART1_IRQHandler





void USART_Config(void);

void Usart_SendByte( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch);

#endif /* __USART_H */