本文正在参加星光计划3.0–夏日挑战赛
1. 前言
随着人们生活水平的提高,为了减少和杜绝车的现象越来越多,所引发的交通事故也引起了人们的重视,为了减少和杜绝酒后驾车导致事故发生,当前设计了一种安装在驾驶室内,能根据具体功能进行鉴别酒精浓度的系统,当识别到酒驾之后会发出警报,并发送短信给指定紧急联系人,通知家人通知酒驾,一起监督行车安全。并将GPS数据上传到华为云物联网平台,调用地图模块显示具体位置,主控芯片采用STM32单片机,GSM模块采用IM800C。系统还带了一块LCD显示屏,可以实时显示检测的酒精含量,酒精超标后,本地蜂鸣器也会发出警报,提醒驾驶员。
测量酒驾的标准是:
(1)饮酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml,小于80mg/100ml的驾驶行为。(2)醉酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的驾驶行为。
需要使用的硬件如下:
(1)STM32系统板
(2)酒精检测传感器
(3)LCD显示屏
(4)供电模块
(5)SIM800C模块
(6)蜂鸣器模块
(7)GPS模块–采用SIM800C内部的GPS功能获取GPS数据。



为了测试,搞了几口二锅头。

上位机采用QT开发,调用华为云的应用侧接口获取设备上传的数据。再调用百度接口,获取GPS定位的位置。

2. 登录华为云创建云端设备
2.1 创建产品
华为运官网: https://www.huaweicloud.com/



在这里可以查看接入的协议的端口号和地址。


我们设备接入的协议选择MQTT,端口对应是1883
接下来继续创建产品,点击产品页面,点击右上角创建产品:



2.2 创建设备



这是我的设备信息:
2.3 产品模型定义
这一步就是设置上报设备的属性,也就是设备的数据类型定义。




2.4 生成MQTT登录密匙
创建完产品、设备之后,接下来就需要知道如何通过MQTT协议登陆华为云服务器。
官方的详细介绍在这里: https://support.huaweicloud.com/devg-iothub/iot_01_2127.html#ZH-CN_TOPIC_0240834853__zh-cn_topic_0251997880_li365284516112


MQTT设备登陆密匙生成地址: https://iot-tool.obs-website.cn-north-4.myhuaweicloud.com/

下面就得到了MQTT协议设备登录的参数。
2.5 使用MQTT客户端软件登录
所有的参数已经得到,接下来采用MQTT客户端登录华为云进行测试。
华为云物联网平台的域名是: a161a58a78.iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com
华为云物联网平台的IP地址是: 121.36.42.100
在软件里参数填充正确之后,就看到设备已经连接成功了。
接下来打开设备页面,可以看到设备已经在线了。
2.6 上报数据
官方文档: https://support.huaweicloud.com/devg-iothub/iot_01_2127.html#ZH-CN_TOPIC_0240834853__zh-cn_topic_0251997880_li365284516112
在这个文档里介绍了MQTT上报数据的格式。


总结的格式:
到此,设备数据已经上报成功,如果需要增加更多的属性,按照流程继续增加即可。
3. STM32代码实现
酒精浓度传感器的预热时间要20秒~1分钟左右,这段时间之后采集的数据才会稳定。预热模块会发热,烫手,这个是正常现象。
3.1 系统原理图


3.2 程序下载
通过USB进行程序下载: 下载软件在软件包目录下。
点击开始编程之后,点击板子上的复位键即可下载程序,如果失败,重试几次即可。正常的效果如下。

正常程序运行之后,打开串口调试助手看到的初始化信息如下:

3.3 字体取模

3.4 main.c代码
#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"
#include <string.h>
#include "timer.h"
#include "oled.h"
#include "adc.h"
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "font.h"
#include "sim800c.h"
#include "mqtt.h"
#define MQTT_ClientID "62381267575fb713ee164ad2_xl_1_0_0_2022032106"
#define MQTT_UserName "62381267575fb713ee164ad2_xl_1"
#define MQTT_PassWord "124344feff3e3d96ff6af13cf36af36766619ff1eeee40e99cbae9b7b9739fe4"
#define SET_TOPIC "$oc/devices/62381267575fb713ee164ad2_xl_1/sys/messages/down"
#define POST_TOPIC "$oc/devices/62381267575fb713ee164ad2_xl_1/sys/properties/report"
#define CONNECT_WIFI "Xiaomi_meizi6"
#define CONNECT_PASS "12170307yu"
#define CONNECT_SERVER_IP "a161a58a78.iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com"
#define CONNECT_SERVER_PORT 1883
#define JTAG_SWD_DISABLE 0X02
#define SWD_ENABLE 0X01
#define JTAG_SWD_ENABLE 0X00
void JTAG_Set(u8 mode)
{
u32 temp;
temp=mode;
temp<<=25;
RCC->APB2ENR|=1<<0;
AFIO->MAPR&=0XF8FFFFFF;
AFIO->MAPR|=temp;
}
u16 MQ3_data=0;
float MQ3_data_float=0;
char data_buff[100];
u8 sim800c_buff[100]="Drunk driving reminder";
int main()
{
u8 state=0;
u8 key=0;
u32 time_cnt=0;
JTAG_Set(JTAG_SWD_DISABLE);
LED_Init();
BEEP_Init();
KEY_Init();
USART1_Init(115200);
Lcd_Init();
Lcd_Clear(0);
LCD_LED_SET;
AdcInit();
TIMER2_Init(72,20000);
USART2_Init(115200);
USART3_Init(115200);
TIMER3_Init(72,20000);
LCD_ShowChineseFont(0,16*3,16,HZ_FONT_16[20],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16,16*3,16,HZ_FONT_16[21],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*2,16*3,16,HZ_FONT_16[22],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*3,16*3,16,HZ_FONT_16[23],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*4,16*3,16,HZ_FONT_16[24],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*5,16*3,16,HZ_FONT_16[25],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*6,16*3,16,HZ_FONT_16[26],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*7,16*3,16,HZ_FONT_16[27],RED,0);
delay_ms(5000);
Lcd_Clear(0);
LCD_ShowChineseFont(0,16*2,16,HZ_FONT_16[0],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16,16*2,16,HZ_FONT_16[1],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*2,16*2,16,HZ_FONT_16[2],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*3,16*2,16,HZ_FONT_16[3],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(0,16*3,16,HZ_FONT_16[4],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16,16*3,16,HZ_FONT_16[5],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*2,16*3,16,HZ_FONT_16[6],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*3,16*3,16,HZ_FONT_16[7],RED,0);
Gui_DrawFont_GBK16(0,16*4,RED,0,(u8*)" ");
LCD_ShowChineseFont(0,16*4,16,HZ_FONT_16[16],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16,16*4,16,HZ_FONT_16[17],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*2,16*4,16,HZ_FONT_16[18],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*3,16*4,16,HZ_FONT_16[19],RED,0);
state=SIM800C_InitCheck();
printf("SIM800C初始化状态:%d\r\n",state);
DelayMs(1000);
state=SIM800C_SetNoteTextMode();
printf("设置文本模式状态:%d\r\n",state);
DelayMs(1000);
printf("正在初始化WIFI请稍等.\r\n");
for(i=0;i<5;i++)
{
if(ESP8266_Init()==0)
{
esp8266_state=1;
break;
}
else
{
esp8266_state=0;
printf("ESP8266硬件检测错误.\n");
}
}
if(esp8266_state)
{
printf("准备连接服务器....\r\n");
printf("WIFI:%d\n",ESP8266_STA_TCP_Client_Mode(CONNECT_WIFI,CONNECT_PASS,CONNECT_SERVER_IP,CONNECT_SERVER_PORT,1));
MQTT_Init();
for(i=0;i<5;i++)
{
if(MQTT_Connect(MQTT_ClientID,MQTT_UserName,MQTT_PassWord)==0)
{
esp8266_state=1;
break;
}
esp8266_state=0;
printf("服务器连接失败,正在重试...\n");
delay_ms(500);
}
printf("服务器连接成功.\n");
if(MQTT_SubscribeTopic(SET_TOPIC,0,1))
{
printf("主题订阅失败.\n");
}
else
{
printf("主题订阅成功.\n");
}
}
while(1)
{
key=KEY_Scan();
if(key)
{
printf("key=%d\r\n",key);
}
if(key==2)
{
LED2=!LED2;
}
if(key==1)
{
BEEP=1;
delay_ms(100);
BEEP=0;
sprintf((char*)sim800c_buff,"Drunk driving reminder:%d",MQ3_data);
if(SIM800C_SendNote((u8*)"13800138000",sim800c_buff,strlen((char*)sim800c_buff))==0)
printf("短信发送成功\r\n");
else
printf("短信发送失败\r\n");
}
if(time_cnt>300)
{
time_cnt=0;
LED1=!LED1;
MQ3_data=GetAdcCHxDATA(1);
printf("采集MQ3数据:%d\r\n",MQ3_data);
sprintf(data_buff,"{\"services\": [{\"service_id\":\"STM32\",\"properties\":{\"MQ3\":%d}]}",
MQ3_data);
MQTT_PublishData(POST_TOPIC,data_buff,0);
sprintf(data_buff,"{\"services\": [{\"service_id\":\"STM32\",\"properties\":{\"MQ3\":%d}]}",
MQ3_data);
MQTT_PublishData(POST_TOPIC,data_buff,0);
sprintf(data_buff,"%d",MQ3_data);
Gui_DrawFont_GBK16(72,16*2,RED,0,(u8*)" ");
Gui_DrawFont_GBK16(72,16*2,RED,0,(u8*)data_buff);
MQ3_data_float=((float)MQ3_data*(5.0/4096))*0.36;
sprintf(data_buff,"%0.2f mg/L",MQ3_data_float);
printf("计算酒精浓度:%s\r\n",data_buff);
Gui_DrawFont_GBK16(72,16*3,RED,0,(u8*)" ");
Gui_DrawFont_GBK16(72,16*3,RED,0,(u8*)data_buff);
if(MQ3_data>2000)
{
sprintf((char*)sim800c_buff," :%d",MQ3_data);
if(SIM800C_SendNote((u8*)"18171571217",sim800c_buff,strlen((char*)sim800c_buff))==0)
printf("短信发送成功\r\n");
else
printf("短信发送失败\r\n");
}
if(MQ3_data>2000)
{
Gui_DrawFont_GBK16(0,16*4,RED,0,(u8*)" ");
LCD_ShowChineseFont(0,16*4,16,HZ_FONT_16[8],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16,16*4,16,HZ_FONT_16[9],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*2,16*4,16,HZ_FONT_16[10],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*3,16*4,16,HZ_FONT_16[11],RED,0);
}
else
{
Gui_DrawFont_GBK16(0,16*4,RED,0,(u8*)" ");
LCD_ShowChineseFont(0,16*4,16,HZ_FONT_16[16],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16,16*4,16,HZ_FONT_16[17],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*2,16*4,16,HZ_FONT_16[18],RED,0);
LCD_ShowChineseFont(16*3,16*4,16,HZ_FONT_16[19],RED,0);
}
}
DelayMs(10);
time_cnt++;
}
}
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