文章目錄

• 一、前言
• • 1.1 項目介紹
  • • 【1】項目開發背景
    • 【2】設計實現的功能
    • 【3】項目硬件模塊組成
    • 【4】設計意義
    • 【5】國內外研究現狀
    • 【6】摘要
  • 1.2 設計思路
  • 1.3 系統功能總結
  • 1.4 開發工具的選擇
  • • 【1】設備端開發
    • 【2】上位機開發
  • 1.5 參考文獻
  • 1.6 系統框架圖
  • 1.7 系統原理圖
  • 1.8 實物圖
  • 1.9 模塊的技術詳情介紹
  • • 【1】合宙Air724UG 4G模塊
    • 【2】BH1750傳感器
    • 【3】SHT30溫濕度模塊
    • 【4】MQ135氣體傳感器
    • 【5】GPS模塊
    • 【6】MQTT協議
• 二、硬件選型
• • 2.1 STM32開發板
  • 2.2 USB下載線
  • 2.3 杜邦線（2排）
  • 2.4 OLED顯示屏（SPI協議7針）
  • 2.5 GPS模塊
  • 2.6 Air724UG 4G模塊
  • 2.7 LED白色路燈模塊
  • 2.8 BH1750光敏傳感器
  • 2.9 人體感應-熱釋電模塊
  • 2.10 SHT30溫濕度模塊
  • 2.11 MQ135空氣質量檢測
  • 2.12 獨立按鍵
  • 2.13 洞洞板
  • 2.14 太陽能充電板【可選】
  • 2.15 電源擴展板
• 三、部署華為云物聯網平臺
• • 3.1 物聯網平臺介紹
  • 3.2 開通物聯網服務
  • 3.3 創建產品
  • • （1）創建產品
    • （2）填寫產品信息
    • （3）產品創建成功
    • （4）添加自定義模型
    • • • 【1】創建服務ID
        • 【2】環境溫度 SHT30_T 浮點數
        • 【3】環境濕度 SHT30_H 浮點數
        • 【4】HumanBody_Flag 人體感應 0無人 1有人
        • 【5】BH1750 環境光強 浮點數
        • 【6】LED_SW 路燈開關 布爾類型 1開 0關
        • 【7】MQ135 空氣質量 浮點數
        • 【8】LED_SW_Flag 路燈的狀態 布爾類型 1故障 0正常
        • 【9】SOS_Info SOS緊急求助 布爾類型 1求助 0正常
        • 【10】gps_lng 經度定位信息 浮點數類型
        • 【11】gps_lat 緯度定位信息 浮點數類型
        • 【12】mode_type 運行模式 整型枚舉 1自動 0手動
    • （5）創建完成
  • 3.4 添加設備
  • • （1）注冊設備
    • （2）根據自己的設備填寫
    • （3）保存設備信息
    • （4）設備創建完成
    • （5）設備詳情
  • 3.5 MQTT協議主題訂閱與發布
  • • （1）MQTT協議介紹
    • （2）華為云平臺MQTT協議使用限制
    • （3）主題訂閱格式
    • （4）主題發布格式
  • 3.6 MQTT三元組
  • • （1）MQTT服務器地址
    • （2）生成MQTT三元組
  • 3.7 模擬設備登錄測試
  • • （1）填入登錄信息
    • （2）打開網頁查看
    • （3）MQTT登錄測試參數總結
  • 3.8 項目憑證
  • 3.9 創建IAM賬戶
  • 3.10 獲取影子數據
  • 3.11 修改設備屬性
• 四、Qt開發入門與環境搭建
• • 4.1 Qt是什么？
  • 4.2 Qt版本介紹
  • 4.3 Qt開發環境安裝
  • 4.4 開發第一個QT程序
  • 4.5 調試輸出
  • 4.6 QT Creator常用的快捷鍵
  • 4.7 QT幫助文檔
  • 4.8 UI設計師使用
  • 4.9 按鈕控件組
  • 4.10 布局控件組
  • 4.11 基本布局控件
  • 4.12 UI設計師的布局功能
• 五、上位機開發
• • 5.1 Qt開發環境安裝
  • 5.2 新建上位機工程
  • 5.3 切換編譯器
  • 5.4 編譯測試功能
  • 5.5 設計UI界面與工程配置
  • • 【1】打開UI文件
    • 【2】開始設計界面
  • 5.6 設計代碼
  • • 【1】獲取token
    • 【2】獲取影子數據
    • • （1）獲取當前時間并更新界面上的時間標簽
      • （2）設置請求URL和初始化網絡請求
      • （3）構造API請求URL
      • （4）設置請求的頭部信息
      • （5）設置請求URL并發送請求
      • （6）總結
    • 【3】解析數據更新界面
    • • • （1）**設備屬性查詢 (function_select == 0)**
        • （2）**接收并解析 JSON 數據**
        • （3）**解析 JSON 對象**
        • （4）提取和解析設備狀態數據
        • （5）**提取具體的設備屬性數據**
        • （6）**時間處理和顯示**
        • （7）**數據顯示和界面更新**
        • （8）**根據數據值調整顯示樣式**
        • （9）**設備離線狀態判斷**
        • （10）**更新 UI 控件的狀態**
        • （11） **界面更新方法**
        • （12）總結
  • 5.5 編譯Windows上位機
  • 5.6 配置Android環境
  • • 【1】選擇Android編譯器
    • 【2】創建Android配置文件
    • 【3】配置Android圖標與名稱
    • 【4】編譯Android上位機
  • 5.7 設備仿真調試
• 六、 Air724UG 模塊調試過程
• • 6.1 官方文檔
  • 6.2 模塊調試接線
  • 6.3 串口調試過程
  • • 【1】AT命令
    • 【2】讀取模塊廠商信息
    • 【3】讀取詳細的固件版本
    • 【4】查詢卡是否插好
    • 【5】查詢信號質量
    • 【6】查詢網絡注冊狀態
    • 【5】查詢模組是否注冊上GPRS網絡
    • 【6】查詢附著GPRS網絡
• 七、硬件開發
• • 7.1 硬件連線
  • 7.2 硬件原理圖
  • 7.3 硬件組裝過程
  • 7.4 硬件實物圖
  • 7.5 KEIL工程截圖
  • 7.6 程序下載
  • 7.7 程序正常運行效果
  • 7.8 取模軟件的使用
  • 7.9 4G模塊與服務器通信
  • • （1）**組合JSON報文數據**
    • （2）**上報數據到云平臺**
    • （3）**判斷數據上傳是否成功**
    • （4）總結
  • 7.10 硬件初始化
  • • （1）**釋放PA15**
    • （2）**按鍵初始化**
    • （3）**LED燈初始化**
    • （4）**串口1初始化（用于打印）**
    • （5）**ADC初始化**
    • （6）**初始化定時器，輸出PWM信號**
    • （7）**默認關燈**
    • （8）**紅外熱釋電模塊初始化**
    • （9）**環境溫濕度傳感器初始化（SHT30）**
    • （10）**環境光強檢測模塊初始化（BH1750）**
    • （11）**串口2初始化（用于與4G模塊通信）**
    • （12）**定時器2初始化（輔助串口2接收）**
    • （13）**串口3初始化（用于接收GPS模塊數據）**
    • （14）**定時器3初始化（輔助串口3接收）**
    • （15）**定時器4初始化（用于人體檢測傳感器濾波算法）**
    • （16）**OLED顯示屏初始化**
    • （17）**OLED清屏**
    • （18）**刷新OLED屏幕數據**
    • （19）總結
  • 7.11 4G模塊-初始化
  • • （1）**OLED清屏并顯示初始化信息**
    • （2）**重試次數初始化**
    • （3）**檢測Air724UG 4G模塊硬件是否正常**
    • （4）**4G模塊初始化**
    • （5）**4G網絡通訊服務初始化**
    • （6）**MQTT協議初始化**
    • （7）**MQTT主題訂閱**
    • （8）總結
  • 7.12 數據采集與顯示
  • • （1）**時間計數器控制** (`time_cnt > 150`)
    • （2）**LED指示燈控制**
    • （3）**空氣質量采集** (MQ135)
    • （4）**溫濕度數據采集** (SHT30)
    • （5）**光強度數據采集** (BH1750)
    • （6）**人體檢測** (紅外熱釋電傳感器)
    • （7）**自動模式下的路燈亮度調節**
    • （8）**路燈故障檢測**
    • （9）**OLED顯示更新**
    • （10）**數據上傳到MQTT云端**
    • （11）總結
  • 7.13 按鍵代碼
  • • （1）**按鍵掃描**
    • （2）**切換顯示頁面**
    • （3）**觸發緊急信號**
    • （4）**模式切換**
    • （5）**開關路燈**
    • （6）**總結**
  • 7.14 上位機命令處理
  • • （1）**接收 4G 模塊的數據**
    • （2）**分析接收到的數據**
    • （3）**路燈控制**
    • （4）**模式切換**
    • （5）**解析請求 ID**
    • （6）**上報屬性修改響應**
    • （7）**清理和標志位重置**
    • （8）**總結**
  • 7.15 GPS定位信息處理
  • • （1）**接收GPS模塊的數據**
    • （2）**解析GPS數據**
    • （3）**輸出經緯度信息**
    • （4）**清理接收緩存**
    • **（5）GPS 數據格式**
    • （6）**總結**
• 八、使用STM32代碼的流程以及注意事項
• • 8.1 第1步
  • 8.2 第2步
  • 8.3 第3步
• 九、代碼移植更改
• • 【1】STM32代碼
  • 【2】Qt上位機代碼
• 任務書
• • • 任務書
    • • 一、課題名稱
      • 二、課題背景及意義
      • 三、設計任務
      • 四、設計內容
      • 五、計劃安排
      • 六、預期成果
      • 七、指導教師意見
      • 八、學生簽名
      • 九、指導教師簽名
• 開題報告
• • • • 一、項目背景與意義
      • 二、研究現狀與發展趨勢
      • 三、設計目標
      • 四、技術方案
      • • （1）系統總體架構
        • （2）硬件設計
        • （3）軟件設計
      • 五、創新點
      • 六、預期成果
      • 七、工作計劃
      • 八、參考文獻