【Banana Pi M1+试用体验】【结项】智能家庭中央控制系统

本帖最后由 brantsun 于 2016-8-21 17:52 编辑

一，项目概述
智能产品未来的发展，首先就需要致力于改变消费者“不必要”的消费习惯，通过技术的进步从而让产品的价格也开始有竞争力，良好的市场推广和简单易上手的APP支持，才能让产品更好地与市场融入。而智能家居的发展在未来也是非常火的，未来家装智能家居是不可缺少的产品，我们的作品，智能家庭中央控制系统，意在用一块小的嵌入式板子就能作为整个家庭控制网络的核心，当然是可以实现的。
材料：香蕉派，路由器，温湿度传感器，一氧化碳传感器，STM32f103，24L01无线通讯模块，八通路继电器，风扇，有刷电机。
二，项目实现过程
1.首先我们需要给香蕉派刷好Debian系统。（具体点击链接查看）
2我们需要配置好我们的香蕉派上的服务器环境以及设置好静态IP。
3.将自己写好的网站部署到自己的香蕉派服务器上。
4.建立起与部署好的网站所需要的数据---数据库的搭建。
5.配置好所有需要的gpio口，写好相关模块的驱动程序，并且加入到开机自启动。
6.配置好开机权限的自动给予，并且先用php座位后台进行测试。
7.后台全新升级，使用jsp。
好了，我们来说说我们最终的作品吧！我们最终的作品采用了jsp作为后台。
首先，登录页面，没有账号的话可以注册，用户名相同无法注册，当输入完用户名后会触发数去焦点事件，然后，通过AJAX和后台通讯，查询数据库。
打开的英国威廉希尔公司网站：

用户登录平台：

用户注册界面：

登陆成功后会到我们的传感器信息显示页面：
（这里显示的都是我们的所有传感器的测量的信息）

然后大家可以点击添加设备，会有下面这些设备：

添加完设备后点击我的设备：
(这就是我们刚才添加的设备)

同时我们还可以添加和修改自己的信息：

那么一以上就是我们整个电脑端的介绍
8.客户端的实现
这是我们最初做的一款app，只实现了开关量的控制：

网页的附件：用压缩软件解压zip后得到war格式的文件再用解压软件解压就好了：

MIS_QIMO.zip (3.31 MB)
(下载次数: 2, 2016-8-21 16:52 上传)

后来我们加上了生活信息的显示，连接上香蕉派服务器后就能显示了，如果有燃气泄漏则客户单会报警，发出声音：

apk附件：

智能家居控制.zip (737.52 KB)
(下载次数: 7, 2016-8-21 16:53 上传)

9.这是stm32和温湿度传感器，一氧化碳传感器2.4g无线通讯模块，二通路驱动模块，风扇和窗帘。
（
香蕉派部分：
为了极大的利用香蕉派，风扇和窗帘我们使用了香蕉派控制的。
窗帘：使用了一个有刷减速电机和三个红外距离传感器，减速电机主要控制窗帘的卷起和放下，红外距离传感器主要是用来检测窗帘当前所在的位置。
风扇：我们是使用了香蕉派产生的一路pwm来控制的。（link：用香蕉派产生硬件pwm。）
24L01无线模块：和stm32单片机通讯。
stm32部分：
24L01无线模块：和香蕉派通讯。
温湿度传感器：测量当前室内的温湿度。
一氧化碳传感器：检测是否有燃气泄漏。
led：检测是否和香蕉派连接成功，如果成功会规律的闪烁。
）

我们的香蕉派会每3秒去读取数据库，将读取的数据发送给单片机；

#include
#include
#include "/usr/include/mysql/mysql.h"
extern int d1,d2,d3,d4;
void mysqlupdate(void) {
MYSQL my_connection;
int res;
char txt[70];
sprintf(txt,"update ths set tem=%d,hum=%d,smok=%d,watertemp=%d",d1,d2,d3,d4);
printf("%s",txt);
mysql_init(&my_connection);
if (mysql_real_connect(&my_connection, "localhost","root", "root","users", 0, NULL, CLIENT_FOUND_ROWS))
{
printf("Connection successn");
res = mysql_query(&my_connection, txt);
if(!res)
{
printf("inserted %lu rowsn",(unsigned long)mysql_affected_rows(&my_connection));
}
else
{
fprintf(stderr, "Insert error %d: %sn",mysql_errno(&my_connection),mysql_error(&my_connection));
}
mysql_close(&my_connection);
}
else
{
fprintf(stderr, "Connection failedn");
if (mysql_errno(&my_connection))
{
fprintf(stderr, "Connection error %d: %sn",mysql_errno(&my_connection),mysql_error(&my_connection));
}
}
}
int readmysql(char *a){
MYSQL mysql;//mysql connection
MYSQL_RES *res;
MYSQL_ROW row;
char *query;
char *string;
int t,r,b;
char text[70];
sprintf(text,"select * from equstate where equname='%s'",a);
//printf("%s",text);
mysql_init(&mysql);
if(mysql_real_connect(&mysql, "localhost","root", "root","users", 0, NULL, CLIENT_FOUND_ROWS)){
// query="select * from equstate where equname='' ";
t=mysql_query(&mysql,text);
if(t)
{
printf("err:%s",mysql_error(&mysql));
}
res=mysql_store_result(&mysql);
while(row=mysql_fetch_row(res))
{
// for(t=0;t
// {
// printf("%st",row[2]);
// }
// printf("n");
b=atoi(row[2]);
// printf("%dn",b);
}
mysql_free_result(res);
mysql_close(&mysql);
}
else{
fprintf(stderr, "Connection failedn");
if (mysql_errno(&mysql))
{
fprintf(stderr, "Connection error %d: %sn",mysql_errno(&mysql),mysql_error(&mysql));
}
}
return b;
}

这里大家可能会遇到一个问题，就是装完mysql后，在编译程序时并不能找到mysql的c库；
例如：#include "/usr/include/mysql/mysql.h"会出错。
怎样解决？
这样：

apt-get install libmysqlclient-dev

安装完库后就可以使用了。
24L01的驱动，通过C语言gpio库写的：

24l01send.zip (22.82 KB)
(下载次数: 2, 2016-8-21 17:39 上传)

#include "pyinclude.h"
#include "NRF24L01.h"
/***************************************************************
//模块名称：NRF24L01无线模块
//功能：数据收发
// -----------------
// | |
// | PD6|--->CE
// | PD7|--->CSN
// | PD8|--->SCK
// | PD9|-->MOSI
// | PD10|<--MISO
// | PD11|<--IRQ
// | |
// -----------------
****************************************************************/
uchar TX_ADDRESS[TX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x11,0x11,0x11}; //本地地址
uchar RX_ADDRESS[RX_ADR_WIDTH]= {0x34,0x43,0x10,0x10,0x01}; //接收地址
/*******************************************************************
//函数名称：void NRF24L01_IO_set(void)
//函数功能：NRF24L01引脚初始化
//参数：无
//返回值：无
********************************************************************/
void NRF24L01_IO_set(void)
{
RF24L01_CE;
RF24L01_CSN;
RF24L01_SCK;
RF24L01_MOSI;
RF24L01_MISO;
RF24L01_IRQ;
}
/*******************************************************************
//函数名称：SPI_RW()
//函数功能：完成GPIO模拟SPI的功能，将输出字节（MOSI）从MSB循环输出
// 同时将输入字节（MISO）从LSB循环移入，上升沿读入，下降沿
// 输出。（从SCK被初始化为低电平可以判出）
//参数：byte(字节)
//返回值：byte
********************************************************************/
uchar SPI_RW(uchar data)
{
uchar i,temp=0;
for(i=0;i<8;i++) // output 8-bit
{
if((data & 0x80)==0x80)
{
RF24L01_MOSI_1; // output 'uchar', MSB to MOSI
}
else
{
RF24L01_MOSI_0;
}
data = (data << 1); // shift next bit into MSB..
temp<<=1;
RF24L01_SCK_1; // Set SCK high..
if((RF24L01_MISO_PIN)==1)temp++; // capture current MISO bit
RF24L01_SCK_0; // ..then set SCK low again
}
return(temp); // return read uchar
}
/*******************************************************************
//函数名称：void inerDelay_us(uchar n)
//函数功能：n 延时数
//参数：无
//返回值：无
********************************************************************/
void inerDelay_us(uchar n)
{
for(;n>0;n--);
}
/****************************
//函数名称：SPI_Read()
//函数功能：读取寄存器的值
//参数：reg(寄存器)
//返回值：reg_val(寄存器值)
*****************************/
uchar SPI_Read(uchar reg)
{
uchar reg_val;
RF24L01_CSN_0; // CSN low, initialize SPI communication...
SPI_RW(reg); // Select register to read from..
reg_val = SPI_RW(0); // ..then read registervalue
RF24L01_CSN_1; // CSN high, terminate SPI communication
return(reg_val); // return register value
}
/******************************************************************
//函数名称:SPI_RW_Reg()
//函数功能：寄存器访问函数，把设定的值写进相应的寄存器，并读取返回值
//参数：reg(寄存器选择)，value(设定值)
//返回值：status
********************************************************************/
uchar SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value)
{
uchar status1;
RF24L01_CSN_0; // CSN low, init SPI transaction
status1 = SPI_RW(reg); // select register
SPI_RW(value); // ..and write value to it..
RF24L01_CSN_1; // CSN high again
return(status1); // return nRF24L01 status uchar
}
/********************************************************
//函数名称：uchar SPI_Read_Buf（）
//函数功能：接收时读取FIFO缓冲区的值
//参数：reg(寄存器)，*pBuf(数据存储)，bytes(字节数)
//返回值：status
*********************************************************/
uchar SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar chars)
{
uchar status2,uchar_ctr;
RF24L01_CSN_0; // Set CSN low, init SPI tranaction
status2 = SPI_RW(reg); // Select register to write to and read status uchar
for(uchar_ctr=0;uchar_ctr
{
pBuf[uchar_ctr] = SPI_RW(0);
}
RF24L01_CSN_1;
return(status2); // return nRF24L01 status uchar
}
/***********************************************************
//函数名称：SPI_Write_Buf()
//函数功能：发射缓冲区访问，把数组里的数放到FIFO缓冲区中
//参数：reg(寄存器选择)，*pBuf(待写数据，bytes(字节数))
//返回值：status NRF24L01状态位
************************************************************/
uchar SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar chars)
{
uchar status1,uchar_ctr;
RF24L01_CSN_0; //SPI使能
status1 = SPI_RW(reg);
for(uchar_ctr=0; uchar_ctr
{
SPI_RW(*pBuf++);
}
RF24L01_CSN_1; //关闭SPI
return(status1); //
}
/**************************
//函数名称：RX_Mode()
//函数功能：设定为接收模式
//参数：无
//返回值：无
***************************/
void RX_Mode(void)
{
RF24L01_CE_0;
SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0,TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA,0X01); //Enable Auto.ACK:Pipe0
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR,0X01); //Enable Pipe0
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH,40); //Selsct RF channl 40
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0,TX_PLOAD_WIDTH);
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP,0X0f);
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG,0X0f); //Set PWR_UP bit ,enable CRC(2bytes)&Prim:RX.RX_DR enabled
RF24L01_CE_1; //Set CE pin high to enable RX device
}
/*****************************
//函数名称：TX_Mode()
//函数功能：设定24L01发送方式
//参数：无
//返回值：无
******************************/
void TX_Mode(void)
{
RF24L01_CE_0;
SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR,TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);
SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0,TX_ADDRESS,TX_ADR_WIDTH);
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA,0X01); //Enable Auto.Ack:Pipe0
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR,0X01); //Enable Pipe0
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + SETUP_RETR,0X1a); //500us + 80us,10 retrans
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH,40); //Select RF channal 40
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP,0X0f); //TX_PWR:0dBm,Datarate:2Mbps，LNA:HCURR
SPI_RW_Reg(WRITE_REG +CONFIG,0X0e); //Set PWR_UP bit,enable CRC(2bytes)&Prim:TX.MAX_RT&TX_DS enabled
RF24L01_CE_1;
inerDelay_us(130); //注意不能太小
}
//****************************************************************************************************/
//函数：void SetRX_Mode(void)
//功能：数据接收配置
//****************************************************************************************************/
void SetRX_Mode(void)
{
RF24L01_CE_0 ;
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f); // IRQ收发完成中断响应，16位CRC ，主接收
RF24L01_CE_1;
inerDelay_us(130); //注意不能太小
}
/*******************************************************************
//函数名称：unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf)
//函数功能：数据读取后放入rx_buf接收缓冲区中
//参数：*rx_buf(待收数据)
//返回值：revale (完成标志)
********************************************************************/
uchar nRF24L01_RxPacket(uchar* rx_buf)
{
uchar revale=0;
uchar sta;
sta=SPI_Read(STATUS); // 读取状态寄存其来判断数据接收状况
if(sta&0x40) // 判断是否接收到数据
{
RF24L01_CE_0 ; //SPI使能
SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,TX_PLOAD_WIDTH); // read receive payload from RX_FIFO buffer
SPI_RW_Reg(FLUSH_RX,0xff);
revale =1; //读取数据完成标志
}
SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,sta); //接收到数据后RX_DR,TX_DS,MAX_PT都置高为1，通过写1来清楚中断标志
return revale;
}
/*************************************************
//函数名称：void nRF24L01_TxPacket(char * tx_buf)
//函数功能：发送 tx_buf中数据
//参数：*tx_buf(待发数据)
//返回值：无
***************************************************/
uchar nRF24L01_TxPacket(uchar * tx_buf)
{
uchar revale=0;
uchar sta;
RF24L01_CE_0 ; //StandBy I模式
// SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 装载接收端地址
SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, TX_PLOAD_WIDTH); // 装载数据
//SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e); // IRQ收发完成中断响应，16位CRC，主发送
RF24L01_CE_1; //置高CE，激发数据发送
while ((RF24L01_IRQ_PIN)!=0);
sta=SPI_Read(STATUS); // 读取状态寄存其来判断数据接收状况
SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,sta);//通过写1来清楚中断标志
SPI_RW_Reg(FLUSH_TX,0xff);
if(sta&MAX_RT)
return MAX_RT; //达到最大重发次数
else if(sta&TX_DS) //发送完成
return TX_DS;
else
return revale; //其他原因发送失败
//inerDelay_us(10);
}
/********************************
//函数名称：init_NRF24L01()
//函数功能：NRF24L01初始化
//参数：无
//返回值：无
*********************************/
void init_NRF24L01(void)
{
//inerDelay_us(100);
NRF24L01_IO_set();
RF24L01_CE_0 ; // chip enable
RF24L01_CSN_1; // Spi disable
RF24L01_SCK_0; // Spi clock line init high
SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 写本地地址
SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, RX_ADDRESS, RX_ADR_WIDTH); // 写接收端地址
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01); // 频道0自动 ACK应答允许
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); // 允许接收地址只有频道0，如果需要多频道可以参考Page21
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 40); // 设置信道工作为2.4GHZ，收发必须一致
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH); //设置接收数据长度，本次设置为32字节
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x0f); //设置发射速率为1MHZ，发射功率为最大值0dB
SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0E); // IRQ收发完成中断响应，16位CRC ，主接收
}
/********************************
//函数名称：uchar NRF24L01_Check(void)
//函数功能：检查NRF24L01是否连接
//参数：无
//返回值：0连接成功；1连接失败
*********************************/
uchar NRF24L01_Check(void)
{
uchar buf[5]={0XA5,0XA5,0XA5,0XA5,0XA5};
uchar i;
SPI_Write_Buf(WRITE_REG+TX_ADDR,buf,5);//写入5个字节的地址.
SPI_Read_Buf(TX_ADDR,buf,5); //读出写入的地址
for(i=0;i<5;i++)if(buf[i]!=0XA5)break;
if(i!=5)return 1; //检测24L01错误
return 0; //检测到24L01
}

在linux下编译的时候要这样：

objects = test24L01.o pyinclude.o NRF24L01.o gpio_lib.o testmysql.o
start : $(objects)
gcc -lmysqlclient -o start $(objects)
test24L01.o : NRF24L01.h pyinclude.h gpio_lib.h testmysql.h
NRF24L01.o : NRF24L01.h pyinclude.h gpio_lib.h
pyinclude.o : pyinclude.h gpio_lib.h
gpio_lib.o : gpio_lib.h
testmysql.o: /usr/include/mysql/mysql.h
.PHONY : clean
clean :
-rm start $(objects)

同时需要注意有些地方的缩进，不然会报错。makefile是非常严格的。
两个部分的威廉希尔官方网站：

单片机的代码：

stm32.zip (356.81 KB)
(下载次数: 0, 2016-8-21 17:38 上传)

很遗憾我们现在没有能将香蕉派连接到外网，我们做好了单片机端的微信控制，我们后续有更新我们会及时发帖分享的。
整个系统的控制就涉及到了HTTP协议，喜欢的朋友们可以去了解了解GET 和POST请求，我们就是通过get和post请求来控制的，只需自己定制一套通讯协议就可实现。由于快到结贴时间了，现在也比较忙，我先结贴，之后的帖子我会给大家详细介绍如何去实现控制，当然后台是最重要的，一定要掌握一门后台语言！同时也非常感谢电子发烧友william hill官网的活动，从这次活动中我学到了很多东西，收获很大，后续我会陆续将我的收获分享给大家。