基于STM32单片机设计的教室节能照明系统

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "lcd.h"
#include "sensor.h"
#include "led_control.h"
#include "keypad.h"
#include "bluetooth.h"
#include "mqtt.h"

// 定义一些常量
#define TEMPERATURE_THRESHOLD 37.3  // 高温报警阈值（假设单位为摄氏度）
#define AUTO_MODE 1
#define MANUAL_MODE 2

// 定义全局变量
uint8_t current_mode = AUTO_MODE;  // 当前工作模式（自动模式为1，手动模式为2）
uint8_t light_status = 0;          // 当前灯光状态（0：关，1：开）
uint8_t light_brightness = 50;     // 当前灯光亮度（0到100）
uint8_t light_color = 1;           // 当前灯光颜色（1：白色，2：黄色，3：暖白色）

// 定义系统状态
float ambient_light = 0.0;         // 当前环境光强度（从光敏传感器获取）
uint8_t is_person_present = 0;     // 是否有人员进入（从红外传感器获取）
float current_temperature = 0.0;   // 当前检测温度（从温度传感器获取）

// 函数声明
void System_Init(void);
void System_Update(void);
void Mode_Switch(uint8_t mode);
void Light_Control(void);
void Bluetooth_Control(void);
void Upload_Data_To_Cloud(void);

// 主函数
int main(void)
{
    // 初始化系统
    HAL_Init();
    System_Init();

    // 主循环
    while (1)
    {
        // 1. 获取传感器数据
        ambient_light = Get_Ambient_Light();        // 获取环境光线强度
        is_person_present = Get_Person_Present();   // 获取红外传感器状态
        current_temperature = Get_Temperature();   // 获取当前温度

        // 2. 根据工作模式控制灯光
        Light_Control();

        // 3. 根据按键进行控制
        current_mode = Keypad_Scan();  // 扫描按键，获取用户输入的模式选择

        // 4. 蓝牙控制
        Bluetooth_Control();  // 检查是否有蓝牙控制信号

        // 5. 上传数据到云
        Upload_Data_To_Cloud();

    }
}

// 系统初始化
void System_Init(void)
{
    // 初始化外设
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);  // 按键、LED等的GPIO初始化
    LCD_Init();  // 初始化LCD显示
    Sensor_Init();  // 初始化传感器
    Bluetooth_Init();  // 初始化蓝牙模块
    MQTT_Init();  // 初始化MQTT客户端（物联网上传）
    HAL_UART_Init(&huart1);  // 初始化串口，用于蓝牙和调试
}

// 系统更新函数：根据传感器数据动态控制系统状态
void System_Update(void)
{
    // 获取传感器数据
    ambient_light = Get_Ambient_Light();
    is_person_present = Get_Person_Present();
    current_temperature = Get_Temperature();

    // 控制灯光的开关和亮度
    if (current_mode == AUTO_MODE)
    {
        if (is_person_present)
        {
            // 如果有人的话，开启灯光
            if (!light_status)
            {
                Turn_On_Light();  // 开灯
                light_status = 1;
            }
        }
        else
        {
            // 如果没人，关闭灯光
            if (light_status)
            {
                Turn_Off_Light();  // 关灯
                light_status = 0;
            }
        }

        // 调节灯光亮度
        light_brightness = (uint8_t)(100 - ambient_light); // 假设光敏传感器值为0-100，亮度值反比
        Set_Light_Brightness(light_brightness);
    }
    else if (current_mode == MANUAL_MODE)
    {
        // 手动模式下，允许用户控制灯光的亮度和颜色
        light_brightness = Keypad_Get_Brightness();  // 获取用户设置的亮度
        light_color = Keypad_Get_Color();  // 获取用户设置的颜色
        Set_Light_Brightness(light_brightness);
        Set_Light_Color(light_color);
    }

    // 温度检测
    if (current_temperature > TEMPERATURE_THRESHOLD)
    {
        Beep();  // 蜂鸣器报警
        LCD_Display_String("High Temperature Alert!");  // 显示温度警告信息
    }
    else
    {
        LCD_Clear();
    }
}

// 灯光控制函数
void Light_Control(void)
{
    // 自动模式下灯光的开关与亮度调节
    if (current_mode == AUTO_MODE)
    {
        if (is_person_present)
        {
            if (!light_status)
            {
                Turn_On_Light();
                light_status = 1;
            }
        }
        else
        {
            if (light_status)
            {
                Turn_Off_Light();
                light_status = 0;
            }
        }
    }
}

// 蓝牙控制
void Bluetooth_Control(void)
{
    uint8_t command = Bluetooth_Receive_Command();
    if (command != 0)
    {
        // 根据接收到的蓝牙命令进行控制
        if (command == 1)  // 开灯
        {
            Turn_On_Light();
            light_status = 1;
        }
        else if (command == 2)  // 关灯
        {
            Turn_Off_Light();
            light_status = 0;
        }
        else if (command == 3)  // 调节亮度
        {
            light_brightness = Bluetooth_Get_Brightness();
            Set_Light_Brightness(light_brightness);
        }
    }
}

// 上传数据到云
void Upload_Data_To_Cloud(void)
{
    // 使用MQTT协议上传数据到华为云物联网平台
    char message[100];
    snprintf(message, sizeof(message), "Light: %d, Brightness: %d, Temp: %.2f, Person: %d",
             light_status, light_brightness, current_temperature, is_person_present);
    MQTT_Publish("lighting_system/data", message);
}