【1】整体设计思路
本项目整体设计思路主要围绕以下几个核心环节展开:
(1)需求分析与功能定义:
首先,基于现代宠物主人对宠物照顾的智能化、远程化需求,确定了智能小宠喂养兼检测系统的主要功能,包括
定时投喂、手动喂食(本地和远程)、余粮监测、投喂重量设置以及实时数据显示等。
(2)硬件选型与架构设计:
根据上述功能需求,选择了STM32F103RCT6作为主控芯片,以其高性能和丰富的外设接口满足系统控制要求。
通过HX711称重传感器实现精确的余粮检测;采用5V-28BYJ4 步进电机进行食物投放量的精准控制;利用
ESP8266-WIFI模块实现设备联网及远程通讯;并配置一块0.96寸OLED显示屏提供直观的本地用户界面。
(3)系统功能模块划分:
设计中将系统划分为若干个子模块:数据采集模块(由称重传感器组成)负责收集余粮信息;控制执行模块(由
步进电机构成)根据指令完成食物投放;通信模块(以ESP8266为核心)确保云端数据交互;人机交互模块(包
含按键和显示屏)方便用户操作和获取信息。
(4)软件设计与微信小程序开发:
在STM32上编写嵌入式程序,实现定时任务调度、传感器数据读取、步进电机控制等功能,并对接ESP8266进行
网络通信。同时,开发配套的微信小程序,用于远程设定参数、查看实时状态、触发远程控制命令等操作。
(5)云端服务与数据传输:
利用腾讯云物联网平台,建立设备到云端的数据通道,通过MQTT协议实现实时数据上报和远程指令下发,保证用
户在微信小程序端能够获取最新数据并控制设备。
(6)系统集成与测试优化:
将各硬件模块和软件部分进行整合,搭建完整的智能喂食器原型系统,进行全面的功能测试和性能优化,确保各
项功能稳定可靠地运行。
本项目整体设计思路以用户需求为导向,紧密结合硬件选型与软件开发,构建了一套基于STM32的高效稳定的智
能小宠喂养兼检测系统,实现了宠物饲养过程中的自动化与远程智能化管理。
【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Android手机APP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。